回覆和再結晶

[拼音]:zhixian diandongji

[英文]:linear motor

利用電能直接產生直線運動的電動機。其原理與相應的旋轉式電動機相似,在結構上可看作是由相應旋轉電機沿徑向切開,拉直演變而成(圖1)。

直線電動機包括定子和動子兩個主要部分。在電磁力的作用下,動子帶動外界負載運動作功。在需要直線運動的地方,採用直線電動機可使裝置的總體結構得到簡化。直線電動機較多地應用於各種定位系統和自動控制系統。大功率的直線電動機還常用於電氣鐵路高速列車的牽引、魚雷的發射等裝備中。

直線電動機按原理分為直流直線電動機、交流直線非同步電動機、直線步進電動機和交流直線同步電動機。以前 3種應用較多。按結構可分為單邊型和雙邊型兩種。在單邊型結構中,定子和動子之間受有較大的單邊磁拉力;雙邊型結構由於兩邊磁拉力互相平衡,支承部分摩擦力較小,動作比較靈活。

直流直線電動機

直流供電的直線電動機。由一套磁極和一組繞組構成。繞組中的電流有的通過電刷和換向片結構引入,稱刷型;有的不經換向器和電刷,直接用導線引入,稱無刷型。直流直線電動機從結構上還可分為動極式和動圈式兩種。

圖2所示為圓柱式直流動圈式直線電動機,由於其結構與揚聲器的音圈相似,故又稱為音圈式直線電動機,簡稱音圈電動機。其中圖2a為短線圈音圈電動機,圖2b為長線圈音圈電動機。

直流直線電動機由於推力與電樞電流成正比,速度與電樞電壓成正比,故具有良好的線性控制特性,它與閉環控制系統配合,可以進行精密的調節和控制,適用於自動控制系統,例如計算機磁碟驅動器的磁頭定位系統。

交流直線非同步電動機

由旋轉式非同步電動機演變而來。其工作原理和旋轉式非同步電動機相同。主要由原邊和副邊兩部分組成,嵌有線圈的部分為原邊。當多相繞組中通入電流後,電機氣隙中就產生一個磁場行波,切割副邊的導體而感生電流。此電流與磁場作用產生電磁力使原邊和副邊發生相對運動。直線非同步電動機可以做成原邊固定、副邊可動的短副邊型和副邊固定、原邊可動的短原邊型兩種結構。短原邊型所用線圈數量少,比較經濟,應用較多;短副邊型常用於金屬物體的投射。直線非同步電動機常在工業自動化系統中作為操作杆的動力,用它操作自動門窗、自動開關和閥門以及各種機械手,也可用於電氣鐵路高速列車的牽引和魚雷發射等。

直線步進電動機

作直線步進運動的電動機。按其電磁推力產生的原理可以分為反應式和永磁感應子式兩大類。

(1)反應式直線步進電動機:其定子是一條開有均勻齒槽的導軌,動子是一個繞有三相繞組的E形鐵心。每個鐵心柱上都開有和定子齒距相等的齒槽,且各相鐵心柱上的齒槽相對於定子齒槽依次錯開1/3齒距。如果輸入三相繞組電脈衝的順序依次為A→B→C→A,則動子就會向左作步進運動。如果通電順序改為A→C→B→A,則動子就向右作步進運動。在結構上也可以把 E形鐵心固定,讓齒條作為動子。齒條的運動將與上述運動方向相反。

(2)永磁感應子式直線步進電動機:定子由軟鐵材料製成,上面銑有均勻間隔的齒槽;動子由永久磁鐵加上兩個帶齒的

形電磁鐵組成。兩個電磁鐵上的齒相互錯開一定距離。在電磁鐵線圈不通電時,動子位置由永久磁鐵決定。而在兩個電磁鐵按一定順序輪流通電時,將使動子以一定齒距作步進運動。如果對兩個電磁鐵不是輪流通電,而是使其中的電流一個按正弦變化,一個按餘弦變化,則可使動子運動平滑,步距很小。其步距(位置)解析度可以達到0.01mm以下。在要求高精度定位的場合,例如繪圖儀、磁頭定位機構、鐳射定位器和數控系統中得到較多的應用。

參考書目

丁志剛等編:《微特直線電機及其控制》,浙江大學出版社,杭州,1987。