直线电机的应用.pdf

1 0 4 煤 矿 机 械 文 章编号 1 0 0 3 0 7 9 4 2 0 0 5 0 2 0 1 0 4 02 直线电觚响应用 王道成 ．高有存 ．陈建峰’ 2 0 0 5年第 2期 1 ． 兖州煤业股份有 限公司 ，山东 邹城 2 7 3 5 0 0 ；2 ． 充州煤业股份有限公司 北宿煤矿 ，山东 邹城 2 7 3 5 0 0 ； 3 ． 充州煤业股份有限公司 兴隆庄煤矿，山东 邹城 2 7 3 5 0 0 摘要 阐述 了在绿 色制 造理念指导下产 生的绿 色环保型产品 一直线感应 电动机 的应 用特 点 及在 国 内外各行 各业的广泛应用 ． 说明直线电机是绿 色环保型产品 ， 具有广阔的应用前景 。 关键 词 绿 色制造 ；直线 电机 ；机 电一体化 ；磁 悬浮技术 ；物料运输 中图号 T M3 0 文献标识码 B 1 前 言 随着世 界经 济及 科学技 术 的不 断发展 ， 绿色制 造理念的不断深入与强化 ， 绿 色制造 综合考 虑环境 影响和资源效率 的现代制 造模式 的 目标 是使产 品 从设计 、 生产 、 包装 、 运输、 使用到报废后的 回收和处 理的整个产 品生命 周期 中对 环境 的不利影 响最小 ， 资源利用效率最 高 ． 即最大 限度地 减少对 环境 的破 坏 和污染 ， 使人类 和环 境协调 地发展 。直线 电机 即 是制造业 近几十年才兴起的绿色产 品之一 。它具备 许 多显著优 点 ， 具有广 阔的应用前景 。 2直线 感应 电动 机的应用特 点 1 起动性能好 由于直 线 电机具 有软 特性功 能 ， 刚一接 通直线 电机的 电源 ， 就立 即会产生接近额定值 的电磁推力 ， 而起 动电流与额 定 电流值差 别不 大。因此 ， 直线感 应电动机的正反转 和频 繁起 动对 电网几乎无 冲击 ， 它靠行 波磁场传递 推力 ． 不 受摩擦 系数 和粘着力 等 因素的影响 ， 不存 在打滑问题 ， 特别适用于运输设备 尤 其是斜坡运输和各类加速器 。 2 电机 自身 有 良好的防护性能 ， 可以在较恶劣 条件下工作 平 面型直 线感应 电动机 是敞开式结 构 ， 自身散 热条件好 ； 直线 电机 过 载能力强 ， 在起 动 、 运行 和堵 转情况下 ， 电流基 本稳 定 ； 采 用 聚氨 脂或 P V C材 料 密封 ， 能 防潮 、 防尘 ， 防油污 、 防气 体腐蚀。这些性能 特点对煤矿 生产条件有着现实意义。 3 无污染 、 噪声 低 、 结构 简单、 维护 方便 、 成本 低 直线 电机依靠 电磁力工作 ， 工作 中不排放废气 ； 因为直线 电机取消 了诸如齿轮 、 皮带 轮或摩擦轮 、 钢 丝绳 等中间传 动装置 ， 这就消 除 了由它们造 成 的噪 声 ； 直线感应 电动机只有初 级和次级两大件 ， 是机 电 一 体化产 品。电机 的次级 或者 初级也 是工作 机械 ， 它省去 了中间传动转换装置 ， 是绿色环保 型产 品。 4 直线感应 电动 机可 多 台并用 ． 互 不干 扰 ， 也 不存 在负载分配不均及同步问题 例如 ， 煤矿 井 口用 的直线 电机 推 车机 使用 了 2 台直线感应 电动机 。推 车时全部 电机参 加工 作 ， 返 车时负载很小 ， 一般 只使 用 其 中一 台小 电机 工作 。 多台直线电机工作 时 ， 总推 力等于各 台 电机推力 之 和 ， 互 不干扰 ， 也不存 在多 台并用 时出现负载不平衡 及 同步 的问题 。 5 使用灵活性较大 改变直线感应 电动机 次级材 料 如使 用钢 次级 或复合次级 或是 改变 电机 气 隙的大小 均可 获得各 种不同的电机特性 。直线 电机结构 形式 较多 ， 如有 平面形 、 双边平 面形 、 管形 和圆弧形 等 ， 可满 足不 同 工况要求， 使用灵活性较大， 且为机电一体化产品。 6 节能 在频繁起动短 时断续工作 时 ， 电机几 乎始终 处 于起动工作状 态。直线感应 电动机处于起动状态工 作时 ， 由于其特性软 ， 一般起动 电流只相 当于额定电 流 的 1 1 0 ％ 1 5 0 ％， 而旋转感应电动机具有硬特性 ， 起动 电流为额定 电流的 57倍 ， 所 以 ， 在此工况下 ， 直线感应 电动机较旋转感应 电动机在起动时具有明 显 的节能效果 ， 属环保型产 品。 7 特别适用于高速运行 常规旋转 电机 ， 由于 离 心力 的 作用 ， 高 速运 行 时 ， 转子将受到较大的应力 ， 因此转速和输 出功 率都 受到限制 。而直线感 应 电动 机不存 在离 心力 问题 ， 并且它的运动部分是通过电磁感应产生推力来驱动 的 ， 与 固定部分没有机 械联 系。直线 电机初 级 和次 级之间有气 隙 ， 运动部 分就无 磨损 和噪声 ， 同时 ， 牵 引力不受车轮 与轨 道之 间所 谓“ 粘 着系数 ” 的影 响 ， 爬坡能力 比较大 ， 所 以特 别适用 于高 速列 车 的推 进 装 置 。 8 具有独特的用途 有些旋转 电机不 能承担 的工 作 ， 可 由直 线 电机 维普资讯 2 0 0 5年第 2期 直线 电机 的应用 王道成 ， 等 ．1 0 5 ． 完成 。例 如 ， 在原子能工业 和冶金工业 中， 需要抽吸 钾 、 钠 等液态金属 以及输 送或 搅拌铝 水 、 钢水 ， 用 直 线 电机驱 动的液态金属电磁泵和电磁搅拌器都在这 些领域 成功地 得到了应用。又如时速超过 2 0 0～2 5 0 k m ／ h的高速列车 ， 用旋转 电机驱动轮轴 系统是无论 如何也无 法胜任 的， 而 目前使 用直线 电机驱 动 的高 速列 车已在不少 国家投入试 运行 ， 并 显示 出广 阔的 发展前景 。 9 便 于使用磁悬浮技术 由于直线电机 的初 级对次级 具有 5～8倍 推力 的吸力特点 ， 故便于使用磁悬浮技术。 由于直线 电机具有 上述优点 ， 因而具 有广泛 的 用途和发展前景 ， 已被工业 、 交 通 、 国防等领 域 的应 用所证实 ， 为 当今科技界所公认 ， 是高效低能耗的环 保型产 品。 3应 用 磁 悬浮列 车是直 线 电机技 术与悬浮技 术、 多级 计算机 闭环控制 技术 、 现代 通讯 技术 以及 现代交 流 调速 技术相结合 的研究成 果 ， 是近 3 0 a来世界 上许 多工业 发达国家为改善交通拥挤状 况而研制发展的 一 种高速运输 系统。它的速度可介 于喷气式飞机和 常规火 车之 间 ， 1 9 9 6年 日本 、 法 国磁 悬浮 列 车 时速 相继达 到 5 7 0 k r r d h 。 目前 磁悬 浮列 车 时 速 已达 到 1 0 0 0 k r r d h ， 刷新了列车时速的最 高记 录。由于采用 磁悬浮技 术 ， 具 有 较 大 的节能 经 济效 益 ， 而 且无 污 染 ， 利于环保 。 2 0世纪 8 0年 代 我 国研 制 出的 直 线 电机 推 车 机 ， 已在许多煤矿中使用 ， 并取得 了良好 的经济效益 和社会效益 。用直线 电机驱动 的液态金属输送及搅 拌设备 ， 如电磁溜槽 、 电磁 泵 、 电磁搅 拌器 等 比传统 机械输送方法 简单 ， 且易 于实现 自动化 。锻压设 备 上应用 的电磁锤 ， 电磁 螺 旋 压力 机 ， 直 线 电 机压 铸 机 ， 选矿及有色金属回收方面应用 的磁性选矿机 ， 有 色金属 回收装置 ， 在实验 装置 方面应 用 的汽车 冲撞 试验装置 ， 绳缆试 验装 置 ， 直线 电机补 能机构 ， 直 线 电机机械手 ， 直线 电机加 速器 等都 是充分 利用其 结 构简单 ， 能耗小 ， 噪声低等绿色环保 的优点 。 当前 在港 口、 码 头、 厂 、 矿 以及某些 车 间 的物 料 运送方面 ， 使 用直 线 电机 驱 动的带式 输送 机 比各种 类型的旋转 电机驱动 的带式输送机 ， 具有结构 简单 ， 能耗少 ， 噪声低 ， 传送带服务年限长等优点 。充分体 现 了绿色环保 的特色 。 总之 ， 直线 电机 是一种很有 发展前途 的机 电一 体化绿色环保 产品， 具有 广阔的应用前景 。 参考文献 [ 1 ] 浙江大学． 直线感应电动机[ M] ． 北京 科学出版社， 1 9 8 7 ． [ 2 ] 上海工业大学， 上海电机厂 ． 直线异步电动机[ M] ． 北京 机械工 业出版社 ． 1 9 7 9 ． 作者简 介 王道 成 1 9 6 2一 ， 山东莱芜 人 ， 兖 州煤 业股 份 有限 公 司铁 路运输处 工程 师 ． T e l 0 5 3 75 3 3 4 1 6 4 ． 收 稿 日期 2 0 0 4 0 6 1 8 App l i c a t i o n 0 f Re a c t i o n M o t o r 0 f S t r a i g l l t Li n e W A NG Da o - c h e n g 。 。GAO Yo u ． c u n 2 。CHE N J i a n - f e n g 1 ． Y a n z h o u C o a l I n d u s t r y C o ． 。 L t d ． 。 Z o u c h e n g 2 7 3 5 0 0 。C h i n a ； 2． Be i s u C o a l Mi n e o f Ya n z h o u C o a l Mi n e G r o u p C o ． 。 l a d． 。 Z o u c h e n g 2 7 3 5 0 0。C hin a ； ’ 3 ． X i n g l o n g z h u a n g C o a l Mi n e o f y a n z h o u C o al I n d u s t r y C o ． 。 L t d ． 。 Z o u c h e n g 2 7 3 5 0 0 。C h i n a ； Ab s t r a c t T h i s t e x t h a s e x p l a i n e d t h e g r e e n p r o d u c e e l u n d e r t l 1 e g u i d a n c e o f t l 1 e g r e e n t h e o mf ma k i n g一 nl e a p p l i c a t i o n c h a r a c t e r i s t i c o f t h e r e a c t i o n mo t o r o f s t mi g h t l i n e and w i d e a p p l i c a t i o n i n d o me s t i c an d i n t e r n a t i o n a l 。P r o v e t l 1 a t t l 1 e e l e c ． t r i c a l ma c h i n e r y o f s t mi g h t l i n e i S t h e g r e e n e n v i r o n me n t a l p r o t e c t i o n t y p e p r o d u c t s 。h a v e w i d e a p p l i c a t i o n p r o s p e c t s ． Ke y wor dst h e g r e e n ma k i n g；e l e c t ric a l ma c h i n e ry o f s t r a i g ht l i n et h e e l e c t mme c h an i c s i n t e g r a t i n g；ma g n e t i c s u s p e n s i o n t e c h n o l o g y；t h e s u p p l i e s t r a n s p o r t i n g 本干U 声明 煤矿机械 杂志 连续 三次被认定为全国中文核心期刊 ， 黑龙江省优秀期 刊。我 刊已入 编 中国学术期刊 光盘版 ， 并早已加入“ 中国期刊网” 和万方数据网， 作者稿酬由本杂志社一次付清。本杂志社属 自负盈亏 单位 ， 在本刊发表文章收发表费， 同时也付给作者稿酬。 如有不同意上述 3条者， 请来函说明。 本杂志社将做 适 当处 理。电子信箱 已启用 。 投稿只能用 Wo r d排双栏 版， 字数在 3 0 0 0～5 0 0 0字 为宜 。投稿之前 ， 请查 看本 刊 网址 投稿须 知 ， 在第一作者简介文末 留下联 系电话 、 电邮。 2 0 0 5年本刊仍 为国际标 准大 1 6开本 A 4幅面 ， 1 2 8页 ， 胶钉 ， 定价每册 1 0元 ， 全年 1 2册 1 2 0元 ， 订 阅者 可到 当地 邮局订 阅 。 也可来 函索取征订单 ， 欢迎订阅、 投稿 。 2 0 0 5年本刊发布广告价格如下 元／ 版 封 面 彩色 5 0 0 0 封底 彩色 4 5 0 0 插 页 黑 白半 版 1 2 0 0 封二 彩色 4 0 0 0 封三 彩色 3 7 0 0 内页 黑 白 1 2 0 0 插页 彩 色 3 5 0 0 插页 黑 白 2 0 0 0 内页 半 版 6 0 0 维普资讯