1. 磁性直线电机
虽然交流电动机转子不产生磁性,但电动机定子是产生磁性的。定子绕组采用的是三相交流电,所以定子就会产生旋转磁场,磁场会“吸着”转子旋转起来。
例如:修理三相电机绕组后,为了验证绕组连接正确与否,给绕组通上三相低压电,再在定子内放一钢珠,钢珠沿壁旋转证明一切0K。
2. 磁性直线电机原理图
原理:
1.圆形线圈通往电流形成的磁场
(1)线圈中心处的磁场方向可将线圈上某一小段导线视为直线,由安培右手定则判定之。
(2)通有电流的圆形线圈上每一小段电流所产生的磁场,在线圈内都指向同一方向,故线圈内的磁场较直导线电流产生的磁场强度大。
(3)圆形导线通入电流时,线圈外的磁场因各小段电流产生磁场的方向不一致, 因此产生的合成磁场较圈内磁场弱。
(4)圆形线圈的电流愈大,半径愈小,则线圈中心处的磁场强度即愈大。
(5)圆形线圈和圆盘形薄磁铁的磁力线形状相似。
2.螺线形线圈电流的磁场
(1)用一条长导线绕成螺线形的长线圈,相当于由很多个圆形线圈所串联而成,每一圆形导线在中心处所建立的磁场均为同向,可以增强效应,故线圈中心处的磁场较单匝圆形线圈为强。
(2)线圈内部磁力线形成方向相同的直线,在线圈约两端磁力线则渐弯曲向外。
(3)螺线形线圈的磁力线特性与棒形磁铁的磁力线相似,线圈内的磁力线与线圈外方向恰相反。
(4)线圈内磁场的强度与线圈上的电流及单位长度内线圈的圈数成正比。3.螺线形线圈电流内磁场方向的右手螺旋定则(安培定理):以右手掌握住线圈,四指指向电流方向,大拇指所指的方向即为线圈内磁力线方向。
一、电磁铁
通电产生电磁的一种装置。在铁芯的外部缠绕与其功率相匹配的导电绕组,这种通有电流的线圈像磁铁一样具有磁性,它也叫做电磁铁(electromagnet)。我们通常把它制成条形或蹄形状,以使铁芯更加容易磁化。另外,为了使电磁铁断电立即消磁,我们往往采用消磁较快的的软铁或硅钢材料来制做。这样的电磁铁在通电时有磁性,断电后磁就随之消失。电磁铁在我们的日常生活中有着极其广泛的应用,由于它的发明也使发电机的功率得到了很大的提高。
二、概述
当在通电螺线管内部插入铁芯后,铁芯被通电螺线管的磁场磁化。磁化后的铁芯也变成了一个磁体,这样由电磁铁于两个磁场互相叠加,从而使螺线管的磁性大大增强。为了使电磁铁的磁性更强,通常将铁芯制成蹄形。但要注意蹄形铁芯上线圈的绕向相反,一边顺时针,另一边必须逆时针。如果绕向相同,两线圈对铁芯的磁化作用将相互抵消,使铁芯不显磁性。另外,电磁铁的铁芯用软铁制做,而不能用钢制做。否则钢一旦被磁化后,将长期保持磁性而不能退磁,则其磁性的强弱就不能用电流的大小来控制,而失去电磁铁应有的优点。
电磁铁是可以通电流来产生磁力的器件,属非永久磁铁,可以很容易地将其磁性启动或是消除。例如:大型起重机利用电磁铁将废弃车辆抬起。
当电流通过导线时,会在导线的周围产生磁场。应用这性质,将电流通过螺线管时,则会在螺线管之内制成均匀磁场。假设在螺线管的中心置入铁磁性物质,则此铁磁性物质会被磁化,而且会大大增强磁场。
一般而言,电磁铁所产生的磁场与电流大小、线圈圈数及中心的铁磁体有关。在设计电磁铁时,会注重线圈的分布和铁磁体的选择,并利用电流大小来控制磁场。由于线圈的材料具有电阻,这限制了电磁铁所能产生的磁场大小,但随着超导体的发现与应用,将有机会超越现有的限制。
三、方向判断
电磁铁的磁场方向可以用安培定则来判断。
安培定则是表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则,也叫右手螺旋定则。
(1)通电直导线中的安培定则(安培定则一):用右手握住通电直导线,让大拇指指向电流方向,四指指向通电直导线周围磁力线方向。
(2)通电螺线管中的安培定则(安培定则二):用右手握住通电螺线管,使四指弯曲与电流方向一致,那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。
3. 电磁直线电机
电磁反射器工作原理:
电磁反射器利用直线电机的直线运动,带动舰载机加速到起飞速度,其工作原理是:直线感应电机的初级(固定部分)通上电后,产生交变磁场,这种磁场在直线感应电机的次级(运动部分)产生感应,使次级变为有感应电流的导体,这样,处于交变磁场的次级部分就会受到的作用,向前运动。
4. 磁力直线电机
工作原理
1:磁粉制动器是采用磁粉作介质,在通电情况下形成磁粉链来传递扭矩的新型传动元件,主要由内转子、外转子、激磁线圈及磁粉组成。
2:当线圈不通电时,主动转子旋转,由于离心力的作用,磁粉被甩在主动转子的内壁上,磁粉与从动转子之间没有接触,主动转子空转。
3:接通直流电源后产生电磁场,工作介质磁粉在磁力线作用下形成磁粉链,把内转子、外转子联接起来,从而达到传递,制动扭矩的目的。
5. 磁性直线电机模组抖动
吸盘老化了,时间久了就会出现这样的问题,不能使吸盘里是真空状就会脱落。如果吸盘是可以换的那种冲浪泵,把吸盘从泵上拿下来。
以前的永磁吸盘吸力比电磁吸盘小,但是随着磁性材料性能的提高和设计生产工艺的提高,永磁吸盘的吸力可以做得比电磁吸盘大,永磁吸盘不因通电而发热和变形,故不影响加工精度。
6. 磁性直线电机工作原理
原理如下:电子在电场中会受到电场力F,方向与电子所在位置处的电场强度方向相反,大小为电子的电荷量e乘以该点电场强度大小E0。
电子在磁场中运动则会受到洛伦兹力f,大小是电子的电荷量e乘电子速度v再乘以该点磁场强度的大小B;方向用左手定则来判断,与电子速度垂直,判断方法这里就不写了,有疑问可以上网进一步查阅。
电子受到这些力之后,加上一定的初速度,就会改变运动方向并发生偏转。在匀强电场中运动的电子,受到的力也是不变的,这样电子就具有了恒定的加速度,将做直线运动或抛体运动。
在匀强磁场中,具有一定速度的电子会受到大小不变、方向始终垂直于电子速度的力,使电子做匀速圆周运动(只要不跑出磁场的范围)。这就是电子束电偏转和磁偏转的原理。
反过来,知道电子(或其他电荷)的这一性质之后,通过设计空间中电场、磁场的分布与大小,就可以使它们按照预期的轨迹运动了。
7. 动磁式直线电机
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
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
6、容易克服单边磁拉力问题,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,满足不同场所的需要
直线电机的缺点
1、效率和功率因数较低
2、起动推力易受到电压波动的影响
3、运行速度范围受到电机极距的限制
4、馈电比较复杂
5、散热较困难
8. 磁性直线电机抖动
一般造成步进电机抖动是因为步进电机在低速运转的情况,通常这种情况的解决方法如下:如果步进电机正好工作在共振区,可通过改变减速比等机械传动避开共振区;采用带有细分功能的步进电机驱动器,这是最简便的方法;可以更换成步矩角更小的步进电机,如果您用的是两相步进电机,可以更换成三相或五相的步进电机;更换成交流伺服电机,可以避免抖动,但是费用很高;可以在步进电机的轴上加磁性阻尼器,缺点就是改变机械的结构较大;
9. 磁性直线电机模组
利用磁性材料间异性相吸、同性相斥的原理,通过磁耦合将磁能转化成机械能的过程。目前的永磁磁力传动分为转子式永磁传动、永磁离合式传动、涡流式永磁驱动和永磁悬浮式装置等四种传动模式。
(1)转子式,特点:通常由主、被动磁组件外加隔离套三部分共同组成,三组件构成同心圆环体。开发产品:磁力传动阀门、磁力传动泵、磁力调速器等,部分入市场应用,部分尚在研发。
(2)涡流式,特点:由永磁转子、铜转子和控制器组成,永磁转子与铜转子构成圆盘模式。开发产品:有限矩型磁力耦合器,延时型和调速型的磁力耦合器等,已投入市场应用。
(3)离合式,特点:由主、被动磁盘和控制器联合构成,主动磁盘同被动磁盘呈现圆盘模式。开发产品:永磁制动器和永磁离合器。部分产品已投入市场使用。
(4)磁悬浮式,特点:分为圆周磁悬浮和直线导轨类磁悬浮两种。开发产品:无轴承电动机、磁力轴承以及磁悬浮导轨等,部分形成产品,部分正在研发。