Линейные асинхронные двигатели

Линейные асинхронные двигатели отличаются от обычных двигателей тем, что имеют разомкнутый магнитопровод и обес­печивают поступательное движение рабочего механизма.

Устройство линейного асинхронного двигателя показано на рис. 3.41.

Рис. 3.41. Устройство линейного асинхронного двигателя

Магнитопровод статора / линейного двигателя имеет фор­му параллелепипеда, в пазах которого размещается разно-именнополюсная трехфазная первичная обмотка 2 размещается в линейном двигателе в пазах на одной из граней парал­лелепипеда. Подвижная часть в линейном двигателе называет­ся бегуном и перемещается поступательно. В пазах магнито-провода бегуна на стороне, обращенной к статору, размещается короткозамкнутая обмотка 3. Подвижная часть в линейном двигателе может быть выполнена массивной из магнитного материала, причем в этом случае отпадает необходимость в короткозамкнутой обмотке.

Конструкции линейных двигателей могут быть весьма раз­нообразными. Для избежания магнитных тяжений ротор ли­нейного двигателя может располагаться между двумя стато­рами. В обращенной конструкции двигателя ротор (бегун) неподвижен, а статор с трехфазной обмоткой перемещается вдоль бегуна, как это показано на рис. 3.41.

Рабочие свойства линейного двигателя в зависимости от исполнения подвижной части аналогичны свойствам двигателя с короткозамкнутым либо с массивным ротором. Однако КПД и коэффициент мощности линейных двигателей хуже, чем у обычных асинхронных двигателей. Объясняется это тем, что в этих двигателях возникают краевые эффекты. Их суть за­ключается в следующем. Если в обычной машине в воздушном зазоре образуются бегущие волны, которые укладываются по окружности статора целое число раз, то в линейной бегущая волна, отражаясь от краев магнитопроводов, порождает спектр волн магнитного поля, отраженных от обоих краев. Это при­водит к снижению энергетических показателей машины и ог­раничивает сферу применения линейных двигателей.

Скольжение линейных двигателей определяется как отно­шение линейной скорости скольжения v₁-v к синхронной линейной скорости бегущего поля v₁ = 2τf₁:

s = (v₁ - v)/v₁.

В номинальном режиме линейная скорость перемещения подвижной части v близка к синхронной, поэтому скольжение также мало, как в обычных асинхронных машинах.

Линейные асинхронные машины используют для получения возвратно-поступательного движения за счет периодического изменения чередования фаз обмотки статора, например, в металлообрабатывающих станках, в технологических линиях для отбраковки или сортировки деталей. Наибольший интерес представляет использование линейных двигателей в электри­ческой тяге, в особенности для высокоскоростного транспорта. Магнитопровод статора вместе с многофазной обмоткой укрепляют на экипаже и посредством скользящего контакта при­соединяют к сети переменного тока. Поле статора, взаимодей­ствует с массивным ферромагнитным телом — монорельсом и стремится увлечь его за собой. Поскольку монорельс непод­вижно закреплен, то приходит в движение со скоростью v статор вместе с локомотивом.

Важным направлением использования линейных двигате­лей является использование их для ускорения и замедления больших масс движущихся тел в спецтехнике.