直线电机的优缺点

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描述

  直线电机的优点

  1、结构简单

  直线电机不需要经过中间转换机构而直接产生直线运动,使结构大大简化,运动惯量减少,动态响应性能和定位精度大大提高;同时也提高了可靠性,节约了成本,使制造和维护更加简便。它的初次级可以直接成为机构的一部分,这种独特的结合使得这种优势进一步体现出来。

  2、高加速度

  这是直线电机驱动,相比其他丝杠、同步带和齿轮齿条驱动的一个显著优势。

  3、适合高速直线运动

  因为不存在离心力的约束,普通材料亦可以达到较高的速度。而且如果初、次级间用气垫或磁垫保存间隙,运动时无机械接触,因而运动部分也就无摩擦和噪声。这样,传动零部件没有磨损,可大大减小机械损耗,避免拖缆、钢索、齿轮与皮带轮等所造成的噪声,从而提高整体效率。

  4、初级绕组利用率高

  在管型直线感应电机中,初级绕组是饼式的,没有端部绕组,因而绕组利用率高。

  5、无横向边缘效应

  横向效应是指由于横向开断造成的边界处磁场的削弱,而圆筒型直线电机横向无开断,所以磁场沿周向均匀分布。

  6、容易克服单边磁拉力问题

  径向拉力互相抵消,基本不存在单边磁拉力的问题。

  7、易于调节和控制

  通过调节电压或频率,或更换次级材料,可以得到不同的速度、电磁推力,适用于低速往复运行场合。

  8、适应性强

  直线电机的初级铁芯可以用环氧树脂封成整体,具有较好的防腐、防潮性能,便于在潮湿、粉尘和有害气体的环境中使用;而且可以设计成多种结构形式,满足不同情况的需要。

  直线电机的缺点

  1、效率和功率因数较低

  管型直线电机的效率和功率因数比同容量的旋转电机要低,特别在低速时。这是由以下原因引起的:它的电磁气隙与极距的比值通常较大,所需的磁化电流也较大,使损耗增加;初级铁芯两端开断,产生纵向边缘效应,从而引起波形畸变等问题,其结果也导致损耗增加。

  2、起动推力易受到电压波动的影响

  在低速高滑差情况下,往往要求有比较恒定的起动推力,但当电源电压有波动时,起动推力变化很大,因此需要电源电压比较稳定。

  3、运行速度范围受到电机极距的限制

  当电源频率一定时,电机的运行速度在很大程度上取决于电机的极距,一般极距不能太大,也不能太小,所以它的速度也被限制在某一合适的范围内。在要求低速的传动系统中,就往往需要增加变频设备。

  4、馈电比较复杂

  对于动初级的直线电机,在速度较高或行程较长时,馈电比较复杂。

  5、散热较困难

  管型直线电机的散热条件要比扁平型直线电机差,这就限制了电机所允许的电参数,从而限制了电机的推力,因而圆筒型直线电机不适合大功率电机。

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