扁平型直线电动机及其边缘效应应用

生产实际中，许多机械需要直线运动。直线异步电动机就是为适应机械直线运动的要求，从旋转电动机演变而成的一种特殊结构电动机。它将电能直接转换为直线运动的机械能。

这里简要介绍这种电动机的工作原理和结构特点，供读者参考。

直线异步电动机的原理结构如图2-59所示，设想用一轴向平面，沿半径方向把笼型电动机的定、转子剖开，并加以展开拉直，便成为一台可作直线运动的异步电动机。

由于定子磁极和直线运动的部件呈扁平状，所以称为扁平型直线电动机。为区别于旋转电动机，通常把直线电动机中作直线运动的部件成为滑子。

图2-59 直线异步电动机的原理结构

当直线异步电动机的定子绕组通以三相交流电流后，便建立一个按A、B、C相序沿直线移动的行波磁场。其直线运动的速度为

式中 b———每个磁极的直线宽度（m）。

行波磁场切割滑子上的导体，将在其感应电动势及电流，它与气隙中行波磁场互相作用，产生电磁力，驱使滑子随行波磁场的移动而运动。设滑子的线速度为v，则转差率s为(www.xing528.com)

s=（v₀-v）/v₀

此外，行波磁场对滑子还产生一个纵向磁拉力。为消除此拉力，实际电动机中在滑子的两侧各装一个定子。这样，两侧对滑子的磁拉力相互抵消。这种结构称为双边型。滑子作直线运动后，定、滑子之间的互相作用要保持不变。为此，在直线电动机的结构中，定子和滑子二者之一必须延长。通常，都做成短定子、长滑子的结构型式。该电动机的构成简单，制造成本低。

与旋转异步电动机比较，直线电动机在电磁原理方面有以下特点：

1）直线电动机的定子绕组展开，三相绕组在空间的位置不是对称的，边缘和中间的线圈耦合不同，三相绕组的漏电抗也不等，因而三相电流是不对称的。

2）旋转电动机的定子铁心和绕组沿周围是连续的。而直线电动机的铁心是断开的，存在始端和终端。这样，它的铁心两端外空间中仍有磁场，称它为边缘磁场。当滑子进入或离开气隙区时，滑子导体会产生一个附加电流，迭加在滑子导体所感应的电流上，直线异步电动机的这种效应称为“边缘效应”。

3）由于机械上的原因，直线异步电动机的气隙比旋转式异步电动机的气隙大得多。因而功率因数较低。

由于直线电动机还存在着上述不足，所以在实践中还在不断地改进。

直线异步电动机目前主要用于起重吊车，传送带，阀门和铁路的自动扳道岔执行器，自动生产线上的机械手以及高速列车上。