直 线 电 机
2线直流无刷电机原理
2线直流无刷电机原理直流无刷电机是现代电力驱动领域中广泛应用的一种电动机类型。
它具有结构简单、转速范围广、效率高等优点，广泛应用于家电、汽车、工业自动化等领域。
本文将介绍2线直流无刷电机的原理及其工作方式。
2线直流无刷电机是指电机只有两根电源线，不需要外部电子器件来实现电机的控制。
这种电机可通过电源的正负极接线方式进行正反转控制，并且可以实现调速功能。
2线直流无刷电机的工作原理是基于霍尔效应和电机的电磁感应原理。
在电机内部，设置有多个磁铁，这些磁铁排列成一定的序列，形成永磁轴。
当电机通电时，电流从电源进入电机的电枢线圈，产生一定的磁场。
同时，在电机的转子上安装了多个霍尔传感器，用于感应转子磁场的位置和极性。
当转子转动时，其磁场会与霍尔传感器进行作用。
根据霍尔传感器感应到的磁场信息，控制电机内部的电子器件进行相应的控制，使得电机的定子线圈按照一定的顺序通电，从而实现电机正常工作。
2线直流无刷电机的工作过程可以描述如下：当电机启动时，电源的正极连接到电机的一个定子线圈，负极连接到另一个定子线圈。
这样，电流从电源流向定子线圈，产生磁场。
同时，转子上的磁铁靠近一个霍尔传感器，该霍尔传感器感应到磁场变化，通过处理电路控制器进行分析和计算，并输出控制信号，控制电机的电流及定子线圈的通断。
随着转子转动，不同的定子线圈会陆续与电源相连，形成一定的磁场作用力，推动电机的继续转动。
当转子转动到一定位置时，电流方向将反转，电机也会以相反的方向运行。
综上所述，2线直流无刷电机的工作原理主要通过霍尔传感器感应转子磁场位置，并通过控制器来实现电机定子线圈的相应控制，从而实现电机的正反转和调速。
在实际应用中，2线直流无刷电机具有动力输出平稳、响应速度快、重量轻等优点。
它被广泛应用于风扇、空调、洗衣机、电动工具等家电产品中，并逐渐在汽车领域得到广泛应用。
总之，2线直流无刷电机是一种高效、灵活的电机类型，其工作原理基于霍尔效应和电磁感应原理。
直、交流发电机的工作原理详解
直、交流发电机的工作原理发电机的发电过程是一种能量转换过程，例如，水流动的能量带动水轮机转动，由水轮机带动发电机转动，并输出感应电动势，即将水库中水流的能量转换为电能。
发电机基本的工作过程即为将各种带动发电机转子转动的机械能，通过电磁感应转换为电能的过程。
1.直流发电机的工作原理直流发电机工作时，外部机械力的作用带动导体线圈在磁场中转动，并不断切割磁感线，产生感应电动势。
图1所示为典型直流发电机的工作原理示意图。
图1 典型直流发电机的工作原理示意图图2所示为直流发电机转子绕组开始旋转瞬间的工作过程。
当外部机械力带动绕组转动时，线圈ab和cd分别做切割磁感线动作，根据电磁感应原理，绕组内部产生电流，电流的方向由右手定则可判断为：感应电流经线圈dc→cb→ba、换向器1、电刷A、电流表、电刷B、换向器2形成回路。
图2 直流发电机转子绕组开始旋转瞬间工作过程图3所示为直流发电机转子绕组转过90°后的工作过程。
当绕组转过90°时，两个绕组边处于磁场物理中性面，且电刷不与换向片接触，绕组中没有电流流过，F=0，转矩消失。
图3 直流发电机转子绕组转过90°图4所示为直流发电机转子绕组再经90°旋转后的工作过程。
受外部机械力作用，转子绕组继续旋转，这时绕组继续做切割磁感线动作，绕组中又可产生感应电流，该感应电流经绕组ab→bc→cd、换向器2、电刷A、电流表、电刷B、换向器1形成回路。
图4 直流发电机转子绕组再经90°旋转从图4中可以看到，转子绕组内的感应电动势是一种交变电动势，而在电刷AB端的电动势却是直流电动势，即通过换向器配合电刷，使转子绕组输出的电流始终是一个方向，即为直流发电机的工作原理。
值得注意的是，在实际直流发电机中，转子绕组并不是单线圈，而是由许多线圈组成的，绕组中的这些线圈均匀地分布在转子铁芯的槽内，线圈的端点接到换向器的相应滑片上。
换向器实际上由许多弧形导电滑片组成，彼此用云母片相互绝缘。
直线电机
直线电机一、结构直线电机中，相当于旋转电机定子的，叫初级；相当于旋转电机转子的，叫次级，初级中通以交流，次级就在电磁力的作用下沿着初级做直线运动。
二、工作原理直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置。
它可以看成是一台旋转电机按径向剖开，并展成平面而成。
对应旋转电机定子的部分叫初级，对应转子的部分叫次级。
在初级绕组中通多相交流电，便产生一个平移交变磁场称为行波磁场。
在行波磁场与次级永磁体的作用下产生驱动力，从而实现运动部件的直线运动。
三、特点：1、结构简单，由于直线电机不需要把旋转运动变成直线运动的附加装置，因而使得系统本身的结构大为简化，重量和体积大大地下降；2、定位精度高，在需要直线运动的地方，直线电机可以实现直接传动，因而可以消除中间环节所带来的各种定位误差，故定位精度高，如采用微机控制，则还可以大大地提高整个系统的定位精度；3、反应速度快、灵敏度高，随动性好。
直线电机容易做到其动子用磁悬浮支撑，因而使得动子和定子之间始终保持一定的空气隙而不接触，这就消除了定、动子间的接触摩擦阻力，因而大大地提高了系统的灵敏度、快速性和随动性；4、工作安全可靠、寿命长。
直线电机可以实现无接触传递力，机械摩擦损耗几乎为零，所以故障少，免维修，因而工作安全可靠、寿命长。
5、高速度。
直线电机通过直接驱动负载的方式，可以实现从高速到低速等不同范围的高精度位置定位控制。
直线电机的动子（初级）和定子（次级）之间无直接接触，定子及动子均为刚性部件，从而保证直线电机运动的静音性以及整体机构核心运动部件的高刚性。
直线电机的行程可通过拼接定子来实现行程的无限制，同时也可以通过在同一个定子上配置多个动子来实现同一个轴向的多个独立运动控制。
直线电机驱动的机构可以通过增强机构以及反馈元件的刚性以及精度，辅之以恒温控制等措施来实现超精密运动控制。
四、应用：1.在工业与自动化中的应用由于直线电机有其自身独特的优点，因此在机械设备和机床中的机电一体化方面得到广泛应用，如直线电机驱动的冲床，电磁锤、螺旋压力机、电磁打箔机、压铸机和型材轧制牵引机等。
发电机的分类
发电机的分类发电机是一种将动能能转化为电能的装置，它利用磁场作用而产生电流。
发电机分为永磁式发电机和交流发电机两大类，其中交流发电机又可以分为同步发电机、异步发电机和直流发电机三种。
1、永磁式发电机永磁式发电机是一种只有永磁体的发电机，也叫永磁同步发电机，它不需要外部电源来启动，而是利用磁铁和转子上的永磁体之间的磁力作用，使转子从停止状态迅速旋转起来，并产生电流。
永磁式发电机由定子、转子和定转子之间的磁性材料（永磁体）组成。
它的工作原理是，当定子产生交流电流时，定子线圈内的磁场随之改变，随即在转子上产生磁场，使转子产生转动，从而实现发电功能。
优点：①发电效率高，只要定子中的线圈被供电，就可以立即产生转动力；②安装维护简单，因为发电机内部没有滑动触头，所以维护保养成本比较低；③转子旋转惰性小，可以很快响应负荷变化；缺点：①由于其内部结构比较复杂，成本比较高；②转子的最大转速受限于永磁体的抗震力，所以转速较低；③转子的转动方向受限于定子线圈方向，不能自由改变。
2、交流发电机交流发电机是一种利用定子和转子之间交流电场产生转动力的发电机，可以根据驱动特性分为同步发电机、异步发电机和直流发电机三种。
（1）同步发电机同步发电机是一种具有定子和转子的发电机，它的特点是转子的转速和定子线圈的电压频率保持一致，其工作原理是，当定子线圈供电时，定子产生磁场，转子上的磁场随之变化，从而使转子产生转动力，实现发电功能。
优点：①发电效率高，可以达到90%以上；②转速较高，可以达到3000转/分钟以上；③转子的转动方向可以自由改变；缺点：①安装和维护成本较高，因为它的内部结构复杂；②启动需要外部电源，启动成本较高。
（2）异步发电机异步发电机是一种只有定子线圈的发电机，它利用定子线圈供电产生的磁场和转子上的磁场之间的相互作用，使转子产生转动力，从而实现发电功能。
优点：①发电效率高，可以达到90%以上；②转子旋转惰性小，可以很快响应负荷变化；③安装维护简单，因为它只有定子线圈，没有滑动触头，所以维护保养成本较低；缺点：①启动需要外部电源，启动成本较高；②转子的转速受到定子电流的限制，转速一般较低；③转子的转动方向受限于定子线圈方向，不能自由改变。
无刷直流电机的工作原理
无刷电机相信大家没听说过，生活或工作中都用过或接触过，今天分享一篇从基础开始描述无刷电机的文章。
0.电动机转动的原理先说电动机的基本原理吧。
有基础的可以直接跳过。
大家小时候都玩过磁铁吧，异极相吸，两磁铁一靠近“啪”就撞上了。
现在假设你的手速足够快，拿着一块磁铁在前面疯狂勾引，那么另外一块磁铁就一直跟着你。
你的手拿着磁铁画圈圈，另外一块磁铁也跟着你转圈圈。
以上，就是电动机转动的基本原理了。
只不过是在前面用来勾引的“磁铁”不是真的磁铁，而是由线圈通电后生成的磁场。
1. 无刷直流电机简介无刷直流电机，英语缩写为BLDC（Brushless Direct Current Motor）。
电机的定子（不动的部分）是线圈，或者叫绕组。
转子（转动的部分）是永磁体，就是磁铁。
根据转子的位置，利用单片机来控制每个线圈的通电，使线圈产生的磁场变化，从而不断在前面勾引转子让转子转动，这就是无刷直流电机的转动原理。
下面深入一下。
2. 无刷直流电机的基本工作原理2.1. 无刷直流电机的结构首先先从最基本的线圈说起。
如下图。
可以将线圈理解成长得像弹簧一样的东西。
根据初中学过的右手螺旋法则可知，当电流从该线圈的上到下流过的时候，线圈上面的极性为N，下面的极性为S。
现在再弄一根这样的线圈。
然后摆弄一下位置。
这样如果电流通过的话，就能像有两个电磁铁一样。
再弄一根，就可以构成电机的三相绕组。
再加上永磁体做成的转子，就是一个无刷直流电动机了。
2.2. 无刷直流电机的电流换向电路无刷直流电机之所以既只用直流电，又不用电刷，是因为外部有个电路来专门控制它各线圈的通电。
这个电流换向电路最主要的部件是FET（场效应晶体管，Field-Effect Transitor）。
可以把FET看作是开关。
下图将FET标为AT（A相Top），AB（A相Bottom），BT，BB，CT，CB。
FET 的“开合”是由单片机控制的。
2.3. 无刷直流电机的电流换向过程FET的“开合”时机是由单片机控制的。
绕线式电动机工作原理
绕线式电动机工作原理
绕线式电动机是一种常见的直流电动机类型，其工作原理基于电流通过线圈产生的磁场与永磁体间的相互作用。
以下是绕线式电动机的工作原理：
1. 基本结构：绕线式电动机由定子和转子构成。
定子是固定的部分，通常由一组线圈构成，每个线圈都被称为一个绕组。
转子是可旋转的部分，通常由磁铁或永磁体组成。
2. 磁场产生：当电流通过定子线圈时，它产生一个磁场。
根据电流的方向，磁场的极性可以改变。
通过对不同的线圈施加不同的电流，可以产生一个旋转的磁场。
3. 转子受力：转子上的永磁体被吸引或排斥定子产生的磁场。
由于磁场的磁极在一系列线圈上产生变化，转子也会不断受到推力，从而发生旋转运动。
4. 组电极效应：当绕线式电动机中线圈的数量增加时，线圈之间的磁场交互作用将增加。
这就是所谓的组电极效应，它可以增加电动机的转矩输出和控制灵活性。
5. 电刷和换向器：为了保持转子旋转的方向一致，绕线式电动机通常需要使用电刷和换向器。
电刷是连接到电源的碳刷，它们通过刷与刷盒之间的接触实现电流的供应。
换向器用于根据转子位置和电流方向的变化，及时改变刷接触线圈的配置。
绕线式电动机的工作原理基于电流通过线圈产生的磁场与转子
上的永磁体之间的相互作用。
通过恰当设计定子和转子的结构，并利用换向器和电刷的帮助，绕线式电动机可以转化电能为机械能，实现各种应用需求。
直线电机的特点及应用
直线电机的特点及应用直线电机是一种将电能转化为机械运动的电机。
与传统的转子电机相比，直线电机具有以下特点：1. 直线运动：直线电机主要产生直线运动，因为其电磁系统与运动部件是沿直线排列的。
这使其在一些特定的应用中具有较大的优势，尤其在需要大范围、高速度的直线运动时。
2. 高速度和加速度：由于直线电机不需要通过转子转动，可以直接转化为运动，因此可以实现较高的速度和加速度。
这在一些需要快速运动的应用，如包装机械、数字打印机等中非常有用。
3. 精确定位和控制：直线电机可以通过电流的调节来实现对运动的精确控制。
结合传感器和控制系统，可以实现高精度的定位和轨迹控制。
这使其在一些需要高精度定位的应用中具有较大的优势，如半导体制造设备、光刻机等。
4. 高效能：由于直线电机将电能转化为线性运动而不需要传递转矩，所以相比传统的转子电机具有更高的能量转换效率。
这使其在一些对能量效率要求较高的应用中得到广泛应用，如电动汽车、太阳能跟踪系统等。
5. 静音运行：直线电机不需要机械传动装置，因此减少了传统电机的噪音来源。
这使其在一些对噪音要求较高的应用中得到广泛应用，如医疗设备、光学设备等。
直线电机的应用非常广泛，包括以下几个方面：1. 自动化生产：直线电机可以应用在自动化生产线上，如流水线机械、机器人等。
其高速度和精确控制的特点使其能够快速完成复杂的生产任务。
2. 交通运输：直线电机可以应用在交通运输领域，如高速列车、磁悬浮列车等。
其高速度和能量效率的特点使其能够提供更快、更高效的交通服务。
3. 医疗器械：直线电机可以应用在医疗器械中，如MRI扫描仪、手术器械等。
其精确定位和静音运行的特点使其能够提供高精度和舒适的医疗服务。
4. 光学设备：直线电机可以应用在光学设备中，如光刻机、平移台等。
其高速度和精确控制的特点使其能够实现高精度的光学加工和定位。
5. 能源设备：直线电机可以应用在能源设备中，如风力发电机、太阳能跟踪系统等。
发电机的发展历史
发电机发展历史1832年，法国人毕克西发明了手摇式直流发电机，其原理是通过转动永磁体使磁通发生变化而在线圈中产生感应电动势，并把这种电动势以直流电压形式输出。
1866年，德国的西门子发明了自励式直流发电机。
1869年，比利时的格拉姆制成了环形电枢，发明了环形电枢发电机。
这种发电机是用水力来转动发电机转子的，经过反复改进，于1847年得到了3。
2KW的输出功率。
1882年，美国的戈登制造出了输出功率447KW，高3米，重22吨的两相式巨型发电机。
美国的特斯拉在爱迪生公司的时候就决心开发交流电机，但由于爱迪生坚持只搞直流方式，因此他就把两相交流发电机和电动机的专利权卖给了西屋公司。
1896年，特斯拉的两相交流发电机在尼亚拉发电厂开始劳动营运，3750KW，5000V的交流电一直送到40公里外的布法罗市。
1889年，西屋公司在俄勒冈州建设了发电厂，1892年成功地将15000伏电压送到了皮茨菲尔德。
在公元1831年，法拉第将一个封闭电路中的导线通过电磁场，导线转动有电流流过电线，法拉第因此了解到电和磁场之间有某种紧密的关连，他建造了第一座发电机原型，其中包括了在磁场中迥转的铜盘，此发电机产生了电力。
在此之前，所有的电皆由静电机器和电池所产生，而这二者均无法产生巨大力量。
但是，法拉第的发电机终于改变了一切。
发电机包括一个能在二个或二个以上的磁场间迅速旋转的电磁铁，当二个磁场相互交错，就产生了电，由电线从发电机中导出。
电子工程师依发电机线绕的方式和磁铁的安排，而获得交流电（AC）或直流电（DC），大部分发电机都是产生交流电，它比直流电更易由传输线作长距离的传送。
学过物理课的人都会记得，英国科学家法拉第于1831 年发现了电磁感应原理。
这一在人类社会发展过程中起到重要作用的原理是说：“当磁场的磁力线发生变化时，在其周围的导线中就会感应产生电流。
”法拉第曾煞费苦心，通过研究和反复实验，终于发现了这一影响巨大的科学原理，而且他确信，利用此原理肯定能制造出可以实际发电的发电机。
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横向边缘效应
直线感应电动机的初级和次级的宽度都是有限的， 在这有限宽的情况下，次级电流以及次级板对气隙磁 场均会产生影响，这种影响便称为电机的横向边缘效 应。 横向边缘效应的改善可以通过初次级宽度的调整， 特别是次级宽度一般不大于初级的宽度为好，并且同 样级数的直线感应电机，初级绕组Y形连接时，静态边 缘效应对气隙磁场的影响要小于△形连接时的情况.
• 行车先进，系统整合
采用直线电机系统，很重要的因素是维持一个中、 小型车辆的系统，保持车辆较轻的轴重，系统的容量 只能用车辆编组数和发车频率来调节，这就需要一个 行车指挥先进的系统，所以移动闭塞和无人驾驶技术 就成为这个系统的最佳要求。 因此采用直线电机系统就不宜向车辆大型化、行车信 号系统一般化的方向发展，否则无法整合系统的优势。 而采用适当的技术措施，突出轻、小、灵的特点，才 能表现出它的先进性、可靠性、安全性和经济性。
分 类
• 按结构型式分类，主要分为扁 平型、圆筒型、圆盘型和圆弧 型。其中扁平型直线电机有单 边型和双边型之分，每种型式 下又分别有短初级长次级或长 初级短次级。 • 按功能用途分，主要分为力电 机、功电机、能电机。 • 按工作原理分，主要分为两个 大的方面，即直线电动机和直 线驱动器。
长定子与短定子
直线电机
概 述
• • • • • • • 发展历史 基本工作原理 分类 在磁浮列车上的应用 磁悬浮系统中电机法向力的研究 边缘效应 应用于轨道交通的评价
发展历史
直线电机经历了三个时期：
• (1)1840~1955年的116年间，直线电机经历了从设想 到实验到部分实验性应用的过程。其中最著名的是英 国皇家飞机制造公司利用双边扁平型直线电机制成了 发射导弹的装置，其速度达到1600km/h。 • (2) 1956~1970年是直线电机的开发应用阶段。这一时 期的直线电机的实用设备有 MHD泵、自动绘图仪、磁 头定位驱动装置、电唱机、缝纫机、空气压缩机、输 送装置等。 • (3) 1971年以后，进入了实用商品阶段。这一时期直 线电机应用于磁浮列车、液态金属的输送和搅拌等项 目，终于在满足人类需求的过程中求得自己的发展。
长定子与短定子
短定子磁悬浮线路的造价远低于长定子磁悬浮线路。 电机绕组在车内，动力电源也装在车内，动力电源从 地面供电轨取得电能，地面与磁悬浮列车之间必须安 装受流器。
由于在高速时受流性能恶化，所以这种磁悬浮列车 的运行速度不能很高，一般在中低速范围内运行。日 本的中低速磁浮列车（HSST）采用了这种驱动方式
纵向边缘效应的解决方法
对于静态边缘效应中由于铁心及绕组开断引起 的三相电流不对称的情况，可用三台相同电机 一起使用的办法，来消除负序磁场和零序磁场。 也可用增加电机级数的方法来减小互感之间的 不对称。一般使级数大于或等于6即可。
对于动态边缘效应则按照其产生的附加损耗和 附加力对应的有效功率，在传统旋转电机的等 效电路图中增添一条电阻支路来表示，即为图 中的Rf。
测试表明，在供电电压、频率一定情况下，气 隙与法向力之间的关系较复杂。 由于气隙增加，电机一次侧与二次侧钢板之 间的吸引力下降，同时，与二次侧铝反应板之 间的排斥力也下降，导致总的合成作用力与气 隙呈复杂关系。
边缘效应
纵向边缘效应
• 直线电机具有长直的、两端开断的铁心，使 得三相绕组之间的互感不相等，电动机的运行 不对称，并引起负序反向行波磁场和零序脉振 磁场，这些效应称为纵向边缘效应。 纵向边缘效应分为静态纵向边缘效应和动 态纵向边缘效应。
磁悬浮系统中电机法向力的研究
电机法向力即牵引用直线电机一次侧、二次侧 之间的相互作用力，它是影响列车稳定悬浮的 不利因素。
消除电机法向力影响，或将法向力影响降到最 小，有助于磁悬浮列车的稳定悬浮运行。
磁悬浮系统中电机法向力的研究
• （1）电流与法向力的关系
在同样气隙、频率情况下，电机一次侧绕组 电流增加，电机法向力表现为吸引力，且减小。 当频率增高时，这种变化趋势更明显。 电机一次侧、二次侧之间的法向作用力大小 与两个因素有关：一是一次侧与二次侧钢板作 用力，该力为吸引力；二是一次侧与二次侧铝 反应板的作用力，该力为排斥力。
应用于轨道交通的评价
• 直线电机轨道交通的优点不在直线电机本身，而 在于与其有内在联系的系统，如果单纯以旋转电 机和直线电机效率进行比较，后者还不如前者。 • 由于直线电机的使用，影响了各方面特性、功能 的改善，使在一定条件下，具有对旋转电机轮轨 系统的相对优势。因此在使用这个系统时，一定 要将系统的优势发挥到最大。 • 这样采用直线电机系统才有价值，下面从采用直 线电机系统引起的改变来进行简要的分析。
吸引力由气隙主磁通产生，它的大小与励磁电 流有效值的平方及励磁电感的乘积成正比； 排斥力有二次侧涡流产生，其大小与二次侧等 效电流有效值的平方成正比，而与一次侧中点 至二次侧反应板电流层之间的距离成反比。 电机法向力大小最终取决于上述吸引力与排 斥力的综合作用。
磁悬浮系统中电机法向力的研究
(2)频率与法向力的关系
超导推斥型
• 在超导磁浮系统中，超导线圈装在车上，而与其相互 作用产生推进、悬浮、导向功能的各种线圈都装在地 面轨道内。借助这些线圈的作用，使车上超导线圈产 生推进、悬浮、导向力。
驱动原理
如图所示：作用于磁场之间的感应排斥力和吸引力驱 动载有超导磁铁的列车。安装在导轨两侧边墙上的驱 动线圈由牵引变电所提供三相交流电，导轨驱动线圈 产生移动的磁场，车载超导磁铁被移动的磁场吸引和 排斥，从而驱动磁悬浮列车。
• 如果在结构上初级和次级设计得一样长，当初 级和次级作相对直线运动后。则它们相对着的 部分逐渐减少，相对作用力也越来越小，以致 最后消失。 • 因而产生了长初级或短初级型直线电机。
长定子与短定子
长定子方案由于沿线铺设电机定子绕组，其造价 必然很高。地面同步电机的优点是功率大，功率因 数高，适用于高速、超高速磁悬浮铁路。 日本的超导超高速磁浮列车（MLX）和德国的常 导超高速磁浮列车（TR）采用的都是驱动方式。
常导吸浮型
图中驱动部分是直线同步 电动机 列车下部装有悬浮磁铁， 相当于同步直线电机的励磁 线圈，安装在轨道上的三相 驱动绕组相当于同步直线电 机的定子绕组，起到电枢的 作用。
常导吸浮型
当沿线布置的变电所向驱动绕组提供三相调频调幅 电力时，悬浮磁铁与定子绕组产生移动磁场。
在移动磁场的作用下，悬浮线圈中产生感应电流， 感应电流和移动磁场相互作用产生电磁推力，驱动列 车运行。
单边型与双边型
仅在一边安放初级的结构形式称 为单边型直线电机。
• 在初级与次级之间存在着一个很大的 法向吸力，在钢次级时约为推力的10倍 左右。 • 法向吸力是不希望存在的，如果在次 组的两边都装上初级，那么这个法向吸 力可以相互抵消，这种结构型式称为双 边型。 • 双边型电动机的电枢在磁场中所受的 总控力大于(F1+F2)，所以一般实用的 直线电动机都做成双边型的。
测试表明，在同样电流、气隙情况下，频率增 加，电机一次侧二次侧之间的法向作用力减小， 且当频率大于100HZ，这种变化趋势愈明显。 其原因是频率增加，励磁电流减小，反映板 感应涡流增加，导致吸引力下降，排斥力增大， 总的法向力减小。
磁悬浮系统中电机法向力的研究
磁悬浮系统中电机法向力的研究
（3）气隙与法向力的关系
•
边缘效应
• 静态纵向边缘效应是由于铁心开断而在气隙中 出现脉振磁场和反向行波磁场的效应，不论是 否考虑次级的反作用，都是存在的。
• 动态纵向边缘效应是当次级运动时，还存在的 另一种纵向边缘效应。
如图，假定次级以同步速度相对于静止的初级移动， 当时间为t0、t1、t2、t3和t4时，次级导体上的电路C的 相应位置是C0、C1、C2、C3和C4。当电路C在C1和 C3位置时，在电路C中就有感应电动势和感应电流产 生，因为这时有磁导发生变化,这种感生电流称为动态 纵向边缘效应电流，它会产生附加损耗和附加力。
悬浮原理
• 如图2所示，在导轨两侧边墙上安装8字形悬浮线圈， 当载有超导磁铁的列车通过时，在这些线圈上产生感 应电流，使列车受到向上的拉力的同时又受到向上的 斥力，从而使磁悬浮列车始终垂直悬浮于100mm高度 上。
导向原理
• 如图3所示，在导轨下悬浮线圈相互面对面连接组成闭 合回路，当磁悬浮列车通过时，在闭合回路中感应出 电流，超导磁铁使得侧部移位，导致悬浮线圈靠近车 的近端产生排斥力，另一端悬浮线圈靠近车的远端产 生吸引力。从而使磁悬浮列车总是运行在导轨的中心 位置。
在磁悬浮列车中的应用
根据吸引力与排斥力的基本原理，目前世界上 存在两种磁悬浮列车：
• 一种是德国的常导吸浮型。其采用电磁悬浮，用一般电 导线圈，以异性磁极相吸的原理，把列车吸引上来，悬 浮运行。一般由同步或异步直线电机驱动。
• 一种是日本的超导斥浮型，其列车的悬浮方式采用电动 悬浮，用低温超导线圈，以同性磁极相斥原理，使车轮 和钢轨之间产生排斥力，使列车悬浮。
应用于轨道交通的评价
• 高精工艺，提高水平
采用直线电机以后，对机电工程和土木工程本身要求 的工艺都比较高。由于要满足直线电机标称气隙10mm的 要求，直线电机位置和反应板位置变化只能维持在3mm 和4mm以内，因此对轮轨之间的几何关系以及在运行中 出现磨耗和其他因素影响，其变化的限制和恢复措施就 很严格。
基本工作原理
• 旋转电机在顶上沿径向剖开，并将 圆周拉直，便成了直线电机。直线 电机的三项绕组中通入三相对称正 弦电流后，即产生气隙磁场。