圖文詳解直線電機的工作原理
發(fā)布時間:2018-10-29 14:49:48
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文章來源:深圳博智達機器人
導讀: 直線電機又稱線性電機,線性馬達,是一種能把電能轉(zhuǎn)換成直線運動機械能,而不需要任何中間轉(zhuǎn)換機構(gòu)的傳動裝置。但其工作原理是什么?怎么運作的?很多用戶不是很清楚,下面環(huán)球自...
直線電機又稱線性電機,
線性馬達,是一種能把電能轉(zhuǎn)換成直線運動機械能,而不需要任何中間轉(zhuǎn)換機構(gòu)的傳動裝置。但其工作原理是什么?怎么運作的?很多用戶不是很清楚,下面環(huán)球自動化網(wǎng)小編就為大家?guī)?a href='http://83y12.cn/' target='_blank' title='直線電機'>
直線電機的工作原理詳細介紹。
所謂直線電動機就是利用電磁作用原理,將電能直接轉(zhuǎn)換直線運動動能的設(shè)備。在實際的應用中,為了保證在整個行程之內(nèi)初級與次級之間的耦合保持不變,一般要將初級與次級制造成不同的長度。
直線電動機與旋轉(zhuǎn)電動機類似,通入三相電流后,也會在氣隙中產(chǎn)生磁場,如果不考慮端部效應,磁場在直線方向呈正弦分布,只是這個磁場是平移而不是旋轉(zhuǎn)的,因此稱為行波磁場。行波磁場與次級相互作用便產(chǎn)生電磁推力,這就是直線電動機運行的基本原理。
由于直線電動機和旋轉(zhuǎn)電動機之間存在以上對應關(guān)系,因此每種旋轉(zhuǎn)電動機都有相對應的直線電動機,但直線電動機的結(jié)構(gòu)形式比旋轉(zhuǎn)電動機更靈活。
直線電動機按工作原理可分為:直線直流電動機、直線感應電動機、直線同步電動機、直線步進電動機、直??壓電電動機及直線磁阻電動機:按結(jié)構(gòu)形式可分為平板式、U形及圓筒式。
直線電機可以認為是
旋轉(zhuǎn)電機在結(jié)構(gòu)方面的一種演變,它可看作是將一臺旋轉(zhuǎn)電機沿徑向剖開,然后將電機的圓周展成直線,如圖1-3所示。這樣就得到了由旋轉(zhuǎn)電機演變而來的最原始的直線電機。
由定子演變而來的一側(cè)稱為初級或原邊,由轉(zhuǎn)子演變而來的一側(cè)稱為次級或副邊。
圖1-3中演變而來的直線電機,其初級和次級長度是相等的,由于在運行時初級與次級之間要作相對運動,如果在運動開始時,初級與次級正巧對齊,那么在運動中,初級與次級之間互相耦合的部分越來越少,而不能正常運動。
為了保證在所需的行程范圍內(nèi),初級與次級之間的耦合能保持不變,因此實際應用時,是將初級與次級制造成不同的長度。在直線電機制造時,既可以是初級短、次級長,也可以是初級長、次級短,前者稱作短初級長次級,后者稱為長初級短次級。
但是由于短初級在制造成本上,運行的費用上均比短次級低得多,因此,目前除特殊場合外,一般均采用短初級,見圖1-4所示。
上述介紹的直線電機稱為扁平型直線電機,是目前應用最廣泛的,除了上述扁平型直線電機的結(jié)構(gòu)形式外,直線電機還可以做成圓筒型(也稱管型)結(jié)構(gòu),它也可以看作是由旋轉(zhuǎn)電機演變過來的,其演變的過程如圖1-6所示。
旋轉(zhuǎn)電機通過鋼繩、齒條、皮帶等轉(zhuǎn)換機構(gòu)轉(zhuǎn)換成直線運動,這些轉(zhuǎn)換機構(gòu)在運行中,其噪音是不可避免的,而直線電機是靠電磁推力驅(qū)動裝置運行的,故整個裝置或系統(tǒng)噪聲很小或無噪聲,運行環(huán)境好。
圖1-6a中表示一臺旋轉(zhuǎn)式電機以及定子繞組所構(gòu)成的磁場極性分布情況,圖1-6b表示轉(zhuǎn)變?yōu)楸馄叫椭本€電機后,初級繞組所構(gòu)成的磁場極性分布情況,然后將扁平型直線電機沿著和直線運動相垂直的方向卷接成筒形,這樣就構(gòu)成圖1-6c所示的圓筒型直線電機。
此外,直線電機還有弧型和盤型結(jié)構(gòu)。所謂弧型結(jié)構(gòu),就是將平板型直線電機的初級沿運動方向改成弧型,并安放于園柱形次級的柱面外側(cè),如圖1-7所示。
圖1-8是圓盤型直線電機,該電機把次級做成一片圓盤(銅或鋁,或銅、鋁與鐵復合),將初級放在次級圓盤靠近外緣的平面上,盤型直線電機的初級可以是雙面的,也可以是單面的。
弧型和盤型直線電機的運動實際上是一個圓周運動,如圖中的箭頭所示,然而由于它們的運行原理和設(shè)計方法與扁平型直線電機結(jié)構(gòu)相似,故仍歸入直線電機的范疇。
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