線性感應電機:設計、效能和應用


線性感應電機 (LIM) 是一種感應電機,它將輸入的電能轉換為直線或平移運動,而不是像傳統感應電機那樣轉換為旋轉運動。

線上性感應電機中,定子和轉子分別被稱為**初級**和**次級**。線性感應電機的次級由具有鐵磁芯的扁平鋁導體組成。如果線性感應電機的初級連線到三相電源,則會產生沿初級長度傳播的行波磁通。

由於行波磁通和鋁導體之間的相對運動,在鋁導體中會感應出電流。該感應電流也會產生磁通波,該磁通波與初級的行波磁通相互作用,產生線性力 F。

如果線性感應電機的次級固定,而初級可以自由移動,則該力將使初級沿行波磁通的方向移動。

線性感應電機的設計

線性感應電機的構造採用兩種基本設計,如下所示:

如果線性感應電機在次級的一側具有初級,則稱為**單側線性感應電機 (SLIM)**。

當它在次級的兩側都具有初級時,則稱為**雙側線性感應電機 (DLIM)**。

線性感應電機的效能

線性感應電機初級產生的行波磁通的**線性同步速度 vs** 由下式給出:

$$\mathrm{𝑣_{𝑠} = 2𝑓 × (極距) … (1)}$$

其中,f 是電源電壓的頻率(Hz)。

由於 LIM 是非同步電機或感應電機,因此次級的速度小於同步速度,兩速度之差稱為**滑差**。線性感應電機的滑差由下式給出:

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

因此,線性感應電機中**次級速度 vr** 由下式給出:

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

線性感應電機的**線性力**或**推力**由下式給出:

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

線性感應電機的缺點

線性感應電機 (LIM) 具有以下缺點:

  • 與傳統的旋轉感應電機相比,線性感應電機需要更大的氣隙。

  • 線性感應電機的勵磁電流大於相同額定值的旋轉感應電機的勵磁電流。

  • 線性感應電機的效率和功率因數低於相同額定值的傳統感應電機。

線性感應電機的應用

線性感應電機的應用如下:

  • 線性感應電機的主要應用是交通運輸,包括電力牽引,其中初級安裝在車輛上,次級鋪設在軌道上。

  • 線性感應電機用於起重機的物料搬運。

  • 也用於液態金屬的泵送。

  • 用作門運動的執行器。

  • 線性感應電機用於高壓斷路器。

  • 線性感應電機也用於加速器,用於測試車輛在衝擊條件下的效能。

更新於:2021年9月18日

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