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直线悬浮电动机

 梦泽赤子 2016-01-21

>7.1 直线悬浮电动机(Linear Levitation Machines)

>>>> 7.1.1 概述

>>>> 7.1.2 直线悬浮电机的分类与结构

>>>> 7.1.3 直线悬浮电机的性能指标

>>>> 7.1.4 推斥型直线悬浮电机

>>>> 7.1.5 直流吸引型直线悬浮电机

7.1.1 概述

   专门产生垂直力的直线电机叫直线悬浮电机(Linear Levitation Machines,简称LLM)。

   在直线感应电动机一章中,我们已经谈到了直线电机存在着垂直力,有时大到推力的几倍至十几倍,其实在直线同步电动机、直线磁阻电动机中均存在着此类垂直力。由于我们在讨论各种直线电机时,主要注重于它的水平推力,故对垂直力是把它作为需要克服的力来对待的。即在大多数直线电机来说,垂直力是不希望存在的。然而,在地面运输系统中,特别在高速情况时,具有垂直力的悬浮电机就显得与具有水平推力的直线电机一样重要了。当速度超过270km/h以上时,普通车轮支持系统就远不如非常规的(气垫或磁的)悬浮系统为好。换言之,在高速地面运输中,无接触的悬浮系统无疑是最适用的。我们把为了悬浮目的而特殊设计的电磁悬浮系统叫做直线悬浮电机,它虽然主要是为高速列车而提出来的,但也可以用在中高速车辆或有关输送系统当中,例如钢铁厂的钢材的输送等等。

 

7.1.2 直线悬浮电机的分类与结构

   直线悬浮电机的大致分类如图7-1所示。

     

                图7-2 吸引型直线悬浮电动机

   直线悬浮电机具有实用意义的基本型式是吸引和推斥型两种,它们的结构分别如图7-2和图7-3所示。这两种直线悬浮电机在车上都装有两排电磁铁。两者的主要区别是:推斥型直线悬浮电机具有良导电体的轨道,而吸引型直线悬浮电机的轨道则是由铁磁材料制成,顾名思义:推斥型装置的作用原理,是以装在车上的磁体与涡流轨道之间产生的推斥力为基础的,而轨道中的涡流则是由于磁体运动感生的。在某种意义上,可以认为推斥型直线悬浮电机是处于短路状态的交流发电机。吸引型直线悬浮电机的工作原理比较简单,它是以车上的磁体与铁磁轨道之间产生的吸引力为基础的。吸引型直线悬浮电机,由于其轨道中感生的电流所产生的推斥力,而使得其特性有些变坏。
   由上所述,可知推斥型直线悬浮电机只有在速度不等于零时工作,而推斥力随车速的增加而增加。吸引型直线悬浮电机则不受此限制,它不仅能在低速时而且也能在堵住状态下工作。从磁路的观点来看,与吸引型直线悬浮电机相比较,推斥型的性能较差,然而气隙较大。两种直线悬浮电机的基本构件概括在表7-1中。
   如前所述,采用直线同步单极电动机、直线感应电动机和后述的直线磁阻电动机,使推力和悬浮成为一体的系统也是可能的。然而本章集中讨论表7-1中的两种直线悬浮电机,只简略提到也可以用作直线悬浮电机的横向磁通电机。

图7-3 推斥型直线悬浮电动机

        表7-1 两种直线悬浮电机的基本构成一览表

    

 

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