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法學牽引電動機：線性感應電機
線性感應電機
線性感應電機是一種特殊的感應電機，它產生直線運動而不是像傳統電機那樣的旋轉運動。線上性感應電機中，磁場的運動和導體的運動都是直線運動。
線性感應電機的構造和工作原理
線性感應電機由放置在槽中的三相分散式勵磁繞組組成，次級繞組只是一個由銅或鋁製成的導電板，如圖1所示。
線性感應電機的勵磁系統可能有以下兩種型別：
單一初級系統
雙初級系統
單一初級系統
圖2顯示了一個單一初級系統。線上性感應電機的單一初級勵磁系統中，鐵磁板放置在銅板的另一側，這對於提供低磁阻路徑是必要的。
當初級繞組由三相交流電源激勵時，根據互感的原理，感應電流將流過次級繞組和鐵磁板。單一初級系統的主要缺點是鐵磁板通電並被吸引到初級繞組，導致初級和次級繞組之間的氣隙不均勻。
雙初級系統
圖3顯示了線性感應電機的雙初級系統。在雙初級系統中，消除了單一初級系統中初級和次級繞組之間氣隙不均勻的缺點。在雙初級系統中，兩個初級繞組放置在次級繞組的兩側。
現在，當三相初級繞組由三相交流電源激勵時，會產生一個以同步線速度𝑉𝑆旋轉的磁場。該線性同步速度由下式給出：
$$\mathrm{\mathit{V_{s}\mathrm{\: =\: }\mathrm{2}\, \tau f\: }\: 米/秒}$$
其中：
𝝉是極距（米），以及
𝑓是電源頻率（赫茲）。
從上式可以看出，線上性感應電機中，同步速度不是電機極數的函式，而是取決於極距和電源頻率。
勵磁繞組產生的磁通線性地將轉子拉向磁場方向，這將降低磁場和轉子板之間的相對速度。如果轉子板的速度和磁場的速度相等，那麼從轉子板來看，磁場將是靜止的。
如果轉子板的速度大於磁場（或線性同步速度）的速度，則力的方向將反轉，從而導致再生制動。
線上性感應電機中，滑差由以下表達式給出：
$$\mathrm{滑差,\mathit{s\mathrm{\: =\: }\frac{V_{s}-V}{V_{s}}}}$$
其中，V是轉子板的實際速度。
線性感應電機的轉矩-速度特性或牽引力特性如圖4所示。
因此，線性感應電機產生的牽引力由下式給出：
$$\mathrm{\mathit{F_{t}\mathrm{\: =\: }\frac{P_{r}}{V_{s}}}}$$
其中，𝑃𝑟是實際供應給轉子的功率。
線性感應電機的優點
從電力牽引的角度來看，線性感應電機的主要優點如下：
線性感應電機結構簡單。
由於離心力的影響，線性感應電機的最大速度不受限制。
線性感應電機具有更好的功率重量比。
線性感應電機的初始成本低。
線性感應電機的維護成本也很低。
線性感應電機的缺點
線性感應電機的缺點包括：
線性感應電機需要高成本才能提供集電系統。
由於較大的氣隙，線性感應電機消耗高電流，因此效率低，功率因數低。
線性感應電機的應用
線性感應電機的部分應用如下：
線性感應電機應用於高速鐵路牽引。
線性感應電機廣泛應用於無軌電車和金屬帶式輸送機。
線性感應電機也用於驅動電磁泵。
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