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介绍一种新型的直线电机

发布时间:2017-08-28 12:44:05 阅读次数:181 文章来源:深圳博智达机器人
导读: 直线电机 的应用日益广泛,目前常见的直线电机与普通电机在原理上类似,它可以看作是一台旋转电机沿其径向剖开,然后拉平演变而成。然而今天我们所要介绍的是一种新型的直线电...
直线电机的应用日益广泛,目前常见的直线电机与普通电机在原理上类似,它可以看作是一台旋转电机沿其径向剖开,然后拉平演变而成。然而今天我们所要介绍的是一种新型的直线电机,它的工作原理完全不同于经典的直线电机。
 
这种新型的直线电机需要用到一种特殊的材料—铁芯漆包线,说它特殊,是因为几乎无人使用铁芯漆包线。目前的电磁铁大部分都采用了铜芯漆包线绕制而成,也有少数人为了降低成本而使用铝芯漆包线的,纯铁是铁磁性材料,为什么就没有人使用铁芯漆包线呢?答案可能是由于铁比铜的电阻率大,能量损耗高的缘故,所以没有人愿意使用。还有,铁芯漆包线在断电以后仍然存在着部分剩磁,可能影响了某些设备的连续使用。
 
可以想象,你在市面上根本就买不到一根铁芯漆包线,那么铁芯漆包线是不是就毫无用处了呢?答案是否定的,下面您将会看到,在我们设计的一款新型的直线电机中却非需要铁芯漆包线不可。
新型的直线电机
 
图1是我们设计的第一款直线电机的剖面图,它由E型导磁板、定铁芯以及动铁芯所组成,其中的定铁芯采用铜芯漆包线饶制,位置已经被固定住,而动铁芯则采用铁芯漆包线绕制而成,可以上下自由移动。这两块电磁铁通电以后,由于下面的动铁芯是铁磁质,磁阻较小,所以上面的定铁芯的磁力线完全可以穿过下面的动铁芯返回,也就是绕A-B-C-D-A一圈返回,并驱动动铁芯上下移动。动铁芯所到之处,所受到的磁场力也基本相等。在本试验里,如果动铁芯也是采用铜芯漆包线饶制的话,那么闭合磁力线A-B-C-D-A 将不复存在,除非E型导磁板两极的间隙很小,否则直线电机将不会工作(动铁芯受力很小)。由此可见,直线电机采用铁磁质材料作为动线圈的以后,导磁板两极间的距离可以很大,如此设计的直线电机功率可以很大,达到几百千瓦都没有问题。
如果不考虑电阻率的差异,铁芯漆包线与铜芯漆包线相比,相同点是通电都可以产生磁场,不同点是铁芯漆包线本身还是铁磁质材料,导磁性能良好,这个特性决定了它在直线电机中具有重要应用价值。相比于旋转电机,直线电机有它的优势,直线电机不仅可以应用在体积小、功率高、行程长的场合,而且具有高响应、高精度、高加速、高速度的优点,它就是一种长行程电磁铁。
 
采用铁磁质材料作为动线圈的直线电机可以应用在机器人手臂、电磁阀、电磁弹射器以及电动气缸等方面,此时它体积虽小、但是输出功率却很大。

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