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直线感应电机、直线直流电机、直线同步电机、直线步进电机的区别?

时间:2017-9-6  点击数:3371
  直线电机和旋转电机之间存在着对应关系,因为每种旋转电机都有与其对应的直线电机品种。但直线电机的结构形式比旋转电机更简洁。直线电机按其原理可以分为:直线感应电机、直线直流电机、直线同步电机、直线步进电机等。如下图所示:
 

直线电机的分类
 
  直线感应电机是单边激磁电机,结构非常简单,因此在中低速轨道交通系统中应用比较早,也较广。常见的直线感应电机是单侧定子结构的,为了改善磁路,也可以采用双侧定子直线感应电机。直线感应电机的特点是单边激磁,一般动子采用感应板(实心、无绕组),结构简单,经济。
  直线直流电机的线圈可沿铁棍轴向自由移动。在线圈的行程范围内,磁铁给予它大致均匀的磁场B。当线圈中通入直流电源I时,导体线圈处于磁场中的部分就会受到电磁力的作用。这个电磁力的方向可由电磁感应左手定则来确定。左掌心正对着B方向,四指尖顺着电流方向,则拇指所指的方向即为线圈所受电磁力作用的方向。因此,可以很容易判断出,只要改变直流电流I的方向,就可改变线圈受力的方向,进而改变线圈 运动方向。
  直线直流电动机和直线交流电动机相比,明显的优点是:运行效率高,没有功率因数低的问题;控制比较方便、灵活。直线直流电动机和闭环控制系统结合在一起,可精密地控制位移,其速度和加速度控制范围广,调速的平滑性好。 
  直线同步电动机在原理上,与相应的旋转同步电机一样。与普通同步电机一样,它具有多相电枢绕组和直流激磁的磁场。直流磁场的激磁方式可以是常规式的,也可以由超导体激磁绕组来激磁,还可以采用永磁体。虽然从原理上看,直线同步电动机作为电枢移动式或是磁场移动式都可以,但似乎后一种型式更实用些。直线同步电机的优点之一是功率因数好,效率较高,因而比较适合大气隙、大功率电机。
  永磁直线电机也是直线同步电机的一种,只是其转子不再用电激磁,而是采用永磁磁极。永磁直线电机的优点是单边激磁而且磁密较高,所以体积小,效率高。但是,由于永磁不像电磁那样容易调节磁通,所以永磁直线电机弱磁控制性能较差。而且,永磁材料成本较高,所以更适合于轨道较短或封闭环境的场合,如导弹或分机发射架,在车辆上的应用比较少。近年来,由于体积较小,控制精度高,圆筒型直线永磁电机在伺服系统中的应用越来越多,特别是数控设备等需要高精度定位的场合,基本上采用的都是永磁交流直线同步电机。
  直线步进电机,或称线性步进电机,是由磁性转子铁芯通过与由定子产生的脉冲电磁场相互作用而产生转动,直线步进电机在电机内部把旋转转化为线性运动。  应用领域:直线步进电机被广泛应用于包括制造、精密校准、精密流体测量、准确位置移动等诸多高精度要求领域。 
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