线性感应电机:设计、性能和应用


线性感应电机 (LIM) 是一种感应电机,它将输入的电能转换为直线或平移运动,而不是像传统感应电机那样转换为旋转运动。

在线性感应电机中,定子和转子分别被称为**初级**和**次级**。线性感应电机的次级由具有铁磁芯的扁平铝导体组成。如果线性感应电机的初级连接到三相电源,则会产生沿初级长度传播的行波磁通。

由于行波磁通和铝导体之间的相对运动,在铝导体中会感应出电流。该感应电流也会产生磁通波,该磁通波与初级的行波磁通相互作用,产生线性力 F。

如果线性感应电机的次级固定,而初级可以自由移动,则该力将使初级沿行波磁通的方向移动。

线性感应电机的设计

线性感应电机的构造采用两种基本设计,如下所示:

如果线性感应电机在次级的一侧具有初级,则称为**单侧线性感应电机 (SLIM)**。

当它在次级的两侧都具有初级时,则称为**双侧线性感应电机 (DLIM)**。

线性感应电机的性能

线性感应电机初级产生的行波磁通的**线性同步速度 vs** 由下式给出:

$$\mathrm{𝑣_{𝑠} = 2𝑓 × (极距) … (1)}$$

其中,f 是电源电压的频率(Hz)。

由于 LIM 是异步电机或感应电机,因此次级的速度小于同步速度,两速度之差称为**滑差**。线性感应电机的滑差由下式给出:

$$\mathrm{𝑠 =\frac{𝑣_{𝑠} − 𝑣_{𝑟}}{𝑣_{𝑠}}… (2)}$$

因此,线性感应电机中**次级速度 vr** 由下式给出:

$$\mathrm{𝑣_{𝑟} = (1 − 𝑠)𝑣_{𝑠} … (3)}$$

线性感应电机的**线性力**或**推力**由下式给出:

$$\mathrm{𝐹 =\frac{气隙功率\:(𝑃_{𝑔})}{线性同步速度\:(𝑣_{𝑠})}… (4)}$$

线性感应电机的缺点

线性感应电机 (LIM) 具有以下缺点:

  • 与传统的旋转感应电机相比,线性感应电机需要更大的气隙。

  • 线性感应电机的励磁电流大于相同额定值的旋转感应电机的励磁电流。

  • 线性感应电机的效率和功率因数低于相同额定值的传统感应电机。

线性感应电机的应用

线性感应电机的应用如下:

  • 线性感应电机的主要应用是交通运输,包括电力牵引,其中初级安装在车辆上,次级铺设在轨道上。

  • 线性感应电机用于起重机的物料搬运。

  • 也用于液态金属的泵送。

  • 用作门运动的执行器。

  • 线性感应电机用于高压断路器。

  • 线性感应电机也用于加速器,用于测试车辆在冲击条件下的性能。

更新于:2021年9月18日

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