直 线 电 机
2线直流无刷电机原理
2线直流无刷电机原理直流无刷电机是现代电力驱动领域中广泛应用的一种电动机类型。
它具有结构简单、转速范围广、效率高等优点，广泛应用于家电、汽车、工业自动化等领域。
本文将介绍2线直流无刷电机的原理及其工作方式。
2线直流无刷电机是指电机只有两根电源线，不需要外部电子器件来实现电机的控制。
这种电机可通过电源的正负极接线方式进行正反转控制，并且可以实现调速功能。
2线直流无刷电机的工作原理是基于霍尔效应和电机的电磁感应原理。
在电机内部，设置有多个磁铁，这些磁铁排列成一定的序列，形成永磁轴。
当电机通电时，电流从电源进入电机的电枢线圈，产生一定的磁场。
同时，在电机的转子上安装了多个霍尔传感器，用于感应转子磁场的位置和极性。
当转子转动时，其磁场会与霍尔传感器进行作用。
根据霍尔传感器感应到的磁场信息，控制电机内部的电子器件进行相应的控制，使得电机的定子线圈按照一定的顺序通电，从而实现电机正常工作。
2线直流无刷电机的工作过程可以描述如下：当电机启动时，电源的正极连接到电机的一个定子线圈，负极连接到另一个定子线圈。
这样，电流从电源流向定子线圈，产生磁场。
同时，转子上的磁铁靠近一个霍尔传感器，该霍尔传感器感应到磁场变化，通过处理电路控制器进行分析和计算，并输出控制信号，控制电机的电流及定子线圈的通断。
随着转子转动，不同的定子线圈会陆续与电源相连，形成一定的磁场作用力，推动电机的继续转动。
当转子转动到一定位置时，电流方向将反转，电机也会以相反的方向运行。
综上所述，2线直流无刷电机的工作原理主要通过霍尔传感器感应转子磁场位置，并通过控制器来实现电机定子线圈的相应控制，从而实现电机的正反转和调速。
在实际应用中，2线直流无刷电机具有动力输出平稳、响应速度快、重量轻等优点。
它被广泛应用于风扇、空调、洗衣机、电动工具等家电产品中，并逐渐在汽车领域得到广泛应用。
总之，2线直流无刷电机是一种高效、灵活的电机类型，其工作原理基于霍尔效应和电磁感应原理。
直、交流发电机的工作原理详解
直、交流发电机的工作原理发电机的发电过程是一种能量转换过程，例如，水流动的能量带动水轮机转动，由水轮机带动发电机转动，并输出感应电动势，即将水库中水流的能量转换为电能。
发电机基本的工作过程即为将各种带动发电机转子转动的机械能，通过电磁感应转换为电能的过程。
1.直流发电机的工作原理直流发电机工作时，外部机械力的作用带动导体线圈在磁场中转动，并不断切割磁感线，产生感应电动势。
图1所示为典型直流发电机的工作原理示意图。
图1 典型直流发电机的工作原理示意图图2所示为直流发电机转子绕组开始旋转瞬间的工作过程。
当外部机械力带动绕组转动时，线圈ab和cd分别做切割磁感线动作，根据电磁感应原理，绕组内部产生电流，电流的方向由右手定则可判断为：感应电流经线圈dc→cb→ba、换向器1、电刷A、电流表、电刷B、换向器2形成回路。
图2 直流发电机转子绕组开始旋转瞬间工作过程图3所示为直流发电机转子绕组转过90°后的工作过程。
当绕组转过90°时，两个绕组边处于磁场物理中性面，且电刷不与换向片接触，绕组中没有电流流过，F=0，转矩消失。
图3 直流发电机转子绕组转过90°图4所示为直流发电机转子绕组再经90°旋转后的工作过程。
受外部机械力作用，转子绕组继续旋转，这时绕组继续做切割磁感线动作，绕组中又可产生感应电流，该感应电流经绕组ab→bc→cd、换向器2、电刷A、电流表、电刷B、换向器1形成回路。
图4 直流发电机转子绕组再经90°旋转从图4中可以看到，转子绕组内的感应电动势是一种交变电动势，而在电刷AB端的电动势却是直流电动势，即通过换向器配合电刷，使转子绕组输出的电流始终是一个方向，即为直流发电机的工作原理。
值得注意的是，在实际直流发电机中，转子绕组并不是单线圈，而是由许多线圈组成的，绕组中的这些线圈均匀地分布在转子铁芯的槽内，线圈的端点接到换向器的相应滑片上。
换向器实际上由许多弧形导电滑片组成，彼此用云母片相互绝缘。
直线电机
直线电机一、结构直线电机中，相当于旋转电机定子的，叫初级；相当于旋转电机转子的，叫次级，初级中通以交流，次级就在电磁力的作用下沿着初级做直线运动。
二、工作原理直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置。
它可以看成是一台旋转电机按径向剖开，并展成平面而成。
对应旋转电机定子的部分叫初级，对应转子的部分叫次级。
在初级绕组中通多相交流电，便产生一个平移交变磁场称为行波磁场。
在行波磁场与次级永磁体的作用下产生驱动力，从而实现运动部件的直线运动。
三、特点：1、结构简单，由于直线电机不需要把旋转运动变成直线运动的附加装置，因而使得系统本身的结构大为简化，重量和体积大大地下降；2、定位精度高，在需要直线运动的地方，直线电机可以实现直接传动，因而可以消除中间环节所带来的各种定位误差，故定位精度高，如采用微机控制，则还可以大大地提高整个系统的定位精度；3、反应速度快、灵敏度高，随动性好。
直线电机容易做到其动子用磁悬浮支撑，因而使得动子和定子之间始终保持一定的空气隙而不接触，这就消除了定、动子间的接触摩擦阻力，因而大大地提高了系统的灵敏度、快速性和随动性；4、工作安全可靠、寿命长。
直线电机可以实现无接触传递力，机械摩擦损耗几乎为零，所以故障少，免维修，因而工作安全可靠、寿命长。
5、高速度。
直线电机通过直接驱动负载的方式，可以实现从高速到低速等不同范围的高精度位置定位控制。
直线电机的动子（初级）和定子（次级）之间无直接接触，定子及动子均为刚性部件，从而保证直线电机运动的静音性以及整体机构核心运动部件的高刚性。
直线电机的行程可通过拼接定子来实现行程的无限制，同时也可以通过在同一个定子上配置多个动子来实现同一个轴向的多个独立运动控制。
直线电机驱动的机构可以通过增强机构以及反馈元件的刚性以及精度，辅之以恒温控制等措施来实现超精密运动控制。
四、应用：1.在工业与自动化中的应用由于直线电机有其自身独特的优点，因此在机械设备和机床中的机电一体化方面得到广泛应用，如直线电机驱动的冲床，电磁锤、螺旋压力机、电磁打箔机、压铸机和型材轧制牵引机等。
发电机的分类
发电机的分类发电机是一种将动能能转化为电能的装置，它利用磁场作用而产生电流。
发电机分为永磁式发电机和交流发电机两大类，其中交流发电机又可以分为同步发电机、异步发电机和直流发电机三种。
1、永磁式发电机永磁式发电机是一种只有永磁体的发电机，也叫永磁同步发电机，它不需要外部电源来启动，而是利用磁铁和转子上的永磁体之间的磁力作用，使转子从停止状态迅速旋转起来，并产生电流。
永磁式发电机由定子、转子和定转子之间的磁性材料（永磁体）组成。
它的工作原理是，当定子产生交流电流时，定子线圈内的磁场随之改变，随即在转子上产生磁场，使转子产生转动，从而实现发电功能。
优点：①发电效率高，只要定子中的线圈被供电，就可以立即产生转动力；②安装维护简单，因为发电机内部没有滑动触头，所以维护保养成本比较低；③转子旋转惰性小，可以很快响应负荷变化；缺点：①由于其内部结构比较复杂，成本比较高；②转子的最大转速受限于永磁体的抗震力，所以转速较低；③转子的转动方向受限于定子线圈方向，不能自由改变。
2、交流发电机交流发电机是一种利用定子和转子之间交流电场产生转动力的发电机，可以根据驱动特性分为同步发电机、异步发电机和直流发电机三种。
（1）同步发电机同步发电机是一种具有定子和转子的发电机，它的特点是转子的转速和定子线圈的电压频率保持一致，其工作原理是，当定子线圈供电时，定子产生磁场，转子上的磁场随之变化，从而使转子产生转动力，实现发电功能。
优点：①发电效率高，可以达到90%以上；②转速较高，可以达到3000转/分钟以上；③转子的转动方向可以自由改变；缺点：①安装和维护成本较高，因为它的内部结构复杂；②启动需要外部电源，启动成本较高。
（2）异步发电机异步发电机是一种只有定子线圈的发电机，它利用定子线圈供电产生的磁场和转子上的磁场之间的相互作用，使转子产生转动力，从而实现发电功能。
优点：①发电效率高，可以达到90%以上；②转子旋转惰性小，可以很快响应负荷变化；③安装维护简单，因为它只有定子线圈，没有滑动触头，所以维护保养成本较低；缺点：①启动需要外部电源，启动成本较高；②转子的转速受到定子电流的限制，转速一般较低；③转子的转动方向受限于定子线圈方向，不能自由改变。
无刷直流电机的工作原理
无刷电机相信大家没听说过，生活或工作中都用过或接触过，今天分享一篇从基础开始描述无刷电机的文章。
0.电动机转动的原理先说电动机的基本原理吧。
有基础的可以直接跳过。
大家小时候都玩过磁铁吧，异极相吸，两磁铁一靠近“啪”就撞上了。
现在假设你的手速足够快，拿着一块磁铁在前面疯狂勾引，那么另外一块磁铁就一直跟着你。
你的手拿着磁铁画圈圈，另外一块磁铁也跟着你转圈圈。
以上，就是电动机转动的基本原理了。
只不过是在前面用来勾引的“磁铁”不是真的磁铁，而是由线圈通电后生成的磁场。
1. 无刷直流电机简介无刷直流电机，英语缩写为BLDC（Brushless Direct Current Motor）。
电机的定子（不动的部分）是线圈，或者叫绕组。
转子（转动的部分）是永磁体，就是磁铁。
根据转子的位置，利用单片机来控制每个线圈的通电，使线圈产生的磁场变化，从而不断在前面勾引转子让转子转动，这就是无刷直流电机的转动原理。
下面深入一下。
2. 无刷直流电机的基本工作原理2.1. 无刷直流电机的结构首先先从最基本的线圈说起。
如下图。
可以将线圈理解成长得像弹簧一样的东西。
根据初中学过的右手螺旋法则可知，当电流从该线圈的上到下流过的时候，线圈上面的极性为N，下面的极性为S。
现在再弄一根这样的线圈。
然后摆弄一下位置。
这样如果电流通过的话，就能像有两个电磁铁一样。
再弄一根，就可以构成电机的三相绕组。
再加上永磁体做成的转子，就是一个无刷直流电动机了。
2.2. 无刷直流电机的电流换向电路无刷直流电机之所以既只用直流电，又不用电刷，是因为外部有个电路来专门控制它各线圈的通电。
这个电流换向电路最主要的部件是FET（场效应晶体管，Field-Effect Transitor）。
可以把FET看作是开关。
下图将FET标为AT（A相Top），AB（A相Bottom），BT，BB，CT，CB。
FET 的“开合”是由单片机控制的。
2.3. 无刷直流电机的电流换向过程FET的“开合”时机是由单片机控制的。
绕线式电动机工作原理
绕线式电动机工作原理
绕线式电动机是一种常见的直流电动机类型，其工作原理基于电流通过线圈产生的磁场与永磁体间的相互作用。
以下是绕线式电动机的工作原理：
1. 基本结构：绕线式电动机由定子和转子构成。
定子是固定的部分，通常由一组线圈构成，每个线圈都被称为一个绕组。
转子是可旋转的部分，通常由磁铁或永磁体组成。
2. 磁场产生：当电流通过定子线圈时，它产生一个磁场。
根据电流的方向，磁场的极性可以改变。
通过对不同的线圈施加不同的电流，可以产生一个旋转的磁场。
3. 转子受力：转子上的永磁体被吸引或排斥定子产生的磁场。
由于磁场的磁极在一系列线圈上产生变化，转子也会不断受到推力，从而发生旋转运动。
4. 组电极效应：当绕线式电动机中线圈的数量增加时，线圈之间的磁场交互作用将增加。
这就是所谓的组电极效应，它可以增加电动机的转矩输出和控制灵活性。
5. 电刷和换向器：为了保持转子旋转的方向一致，绕线式电动机通常需要使用电刷和换向器。
电刷是连接到电源的碳刷，它们通过刷与刷盒之间的接触实现电流的供应。
换向器用于根据转子位置和电流方向的变化，及时改变刷接触线圈的配置。
绕线式电动机的工作原理基于电流通过线圈产生的磁场与转子
上的永磁体之间的相互作用。
通过恰当设计定子和转子的结构，并利用换向器和电刷的帮助，绕线式电动机可以转化电能为机械能，实现各种应用需求。
直线电机的特点及应用
直线电机的特点及应用直线电机是一种将电能转化为机械运动的电机。
与传统的转子电机相比，直线电机具有以下特点：1. 直线运动：直线电机主要产生直线运动，因为其电磁系统与运动部件是沿直线排列的。
这使其在一些特定的应用中具有较大的优势，尤其在需要大范围、高速度的直线运动时。
2. 高速度和加速度：由于直线电机不需要通过转子转动，可以直接转化为运动，因此可以实现较高的速度和加速度。
这在一些需要快速运动的应用，如包装机械、数字打印机等中非常有用。
3. 精确定位和控制：直线电机可以通过电流的调节来实现对运动的精确控制。
结合传感器和控制系统，可以实现高精度的定位和轨迹控制。
这使其在一些需要高精度定位的应用中具有较大的优势，如半导体制造设备、光刻机等。
4. 高效能：由于直线电机将电能转化为线性运动而不需要传递转矩，所以相比传统的转子电机具有更高的能量转换效率。
这使其在一些对能量效率要求较高的应用中得到广泛应用，如电动汽车、太阳能跟踪系统等。
5. 静音运行：直线电机不需要机械传动装置，因此减少了传统电机的噪音来源。
这使其在一些对噪音要求较高的应用中得到广泛应用，如医疗设备、光学设备等。
直线电机的应用非常广泛，包括以下几个方面：1. 自动化生产：直线电机可以应用在自动化生产线上，如流水线机械、机器人等。
其高速度和精确控制的特点使其能够快速完成复杂的生产任务。
2. 交通运输：直线电机可以应用在交通运输领域，如高速列车、磁悬浮列车等。
其高速度和能量效率的特点使其能够提供更快、更高效的交通服务。
3. 医疗器械：直线电机可以应用在医疗器械中，如MRI扫描仪、手术器械等。
其精确定位和静音运行的特点使其能够提供高精度和舒适的医疗服务。
4. 光学设备：直线电机可以应用在光学设备中，如光刻机、平移台等。
其高速度和精确控制的特点使其能够实现高精度的光学加工和定位。
5. 能源设备：直线电机可以应用在能源设备中，如风力发电机、太阳能跟踪系统等。
发电机的发展历史
发电机发展历史1832年，法国人毕克西发明了手摇式直流发电机，其原理是通过转动永磁体使磁通发生变化而在线圈中产生感应电动势，并把这种电动势以直流电压形式输出。
1866年，德国的西门子发明了自励式直流发电机。
1869年，比利时的格拉姆制成了环形电枢，发明了环形电枢发电机。
这种发电机是用水力来转动发电机转子的，经过反复改进，于1847年得到了3。
2KW的输出功率。
1882年，美国的戈登制造出了输出功率447KW，高3米，重22吨的两相式巨型发电机。
美国的特斯拉在爱迪生公司的时候就决心开发交流电机，但由于爱迪生坚持只搞直流方式，因此他就把两相交流发电机和电动机的专利权卖给了西屋公司。
1896年，特斯拉的两相交流发电机在尼亚拉发电厂开始劳动营运，3750KW，5000V的交流电一直送到40公里外的布法罗市。
1889年，西屋公司在俄勒冈州建设了发电厂，1892年成功地将15000伏电压送到了皮茨菲尔德。
在公元1831年，法拉第将一个封闭电路中的导线通过电磁场，导线转动有电流流过电线，法拉第因此了解到电和磁场之间有某种紧密的关连，他建造了第一座发电机原型，其中包括了在磁场中迥转的铜盘，此发电机产生了电力。
在此之前，所有的电皆由静电机器和电池所产生，而这二者均无法产生巨大力量。
但是，法拉第的发电机终于改变了一切。
发电机包括一个能在二个或二个以上的磁场间迅速旋转的电磁铁，当二个磁场相互交错，就产生了电，由电线从发电机中导出。
电子工程师依发电机线绕的方式和磁铁的安排，而获得交流电（AC）或直流电（DC），大部分发电机都是产生交流电，它比直流电更易由传输线作长距离的传送。
学过物理课的人都会记得，英国科学家法拉第于1831 年发现了电磁感应原理。
这一在人类社会发展过程中起到重要作用的原理是说：“当磁场的磁力线发生变化时，在其周围的导线中就会感应产生电流。
”法拉第曾煞费苦心，通过研究和反复实验，终于发现了这一影响巨大的科学原理，而且他确信，利用此原理肯定能制造出可以实际发电的发电机。
什么叫做直线电机？
什么叫做直线电机？说起直线电机，英⽂是linear servo motor。
说起来，在我们现在常见的马达，都是旋转电机。
电机的发展史，从电机的发展历史，来说电机的各类功能应⽤和优势。
从电磁感应的开始，电动机的发展就没有停⽌过。
全球第⼀台严格意义上⾯的电机是俄罗斯科学家发明Moritz Hermann Jacobi发明第⼀台可实⽤的整流电机。
从这开始之后的百年，电动机⼀直都是围绕感应式电机在发展，并且最终不断发展形成我们现在看到的绕线定⼦，卷绕型或⿏笼型电机。
后期在直流电机与交流电机的各类应⽤领域，逐步发展成为了极⼤⽅向。
1、直流⽆刷电机，空⼼杯电机。
2、交流步进电机，伺服电机，直线电机，以及⽬前在⼯业领域研发的U型电机。
在所有的电机发展历程中，我们基本能够看到这样⼀个趋势：扭矩不断增⼤，精度控制不断增加。
这⾥要详细说⼀下这两个特性。
我们常说的电机扭矩，反馈出来的就是电机的⼒有多⼤？⽐如说，玩具赛车的扭矩，可能只有0.2N/m,⼤型的电动汽车的扭矩可以达到250N/m—900N/m，反馈出来的就是电⼒输出的⼒很⼤。
⽐较常见的重型电动机应⽤场景，例如：破碎机，港机起重机，⽯油抽油机等等。
以及超⼤型机床等等。
⼤型的扭矩都达到10多万N/M.同样的价格也极其昂贵。
新能源汽车电机结构精度控制，是对新场景应⽤的必然要求。
电机的精度控制，很多⼤众朋友接触的不多。
在⼯业领域极为常见。
例如我们需要起重机提升⼀个货柜10⽶⾼，那么就涉及到最简单的精度控制。
当今，⽐较常见的使⽤电机，进⾏精度控制的场景，是⼯业领域的传送带。
那么旋转电机是怎么进⾏精度控制的？通过在电机后端，链接电机的转⼦的编码器，通过旋变形式的编码器，或者光电形式的编码器实现转的⾓度测量。
⽤最通俗的话说，如果电机转动1°，对应的编码器就可以记录下来⼀次，那么换算出来，就可以得到直线的距离。
马上就说道直线电机了，别急！这种携带编码器控制的伺服电机，成本势必增⾼了。
直流输电的特点：
直流输电的特点：优点1线路造价低、年运行费用省。
2 没有交流输电的运行稳定性问题，可以连接两个不同频率的系统。
3能限制短路电流。
4调节速度快，运行可靠。
5没有充电电流，必须要并联电容器补偿。
缺点1直流换流站比交流变电站投资大、运行费用高2消耗大量的无功功率3产生谐波影响。
4 缺乏成熟的直流断路器。
直流输电的基本工作原理：电源由发电厂中的交流发电机供给，经换流变压器将电压升高后接至整流器，由整流器将高压交流变为高压直流，经过直流输电线路输送到受端，再经过逆变器重新将直流变换成交流，并经变压器降压后供给用户使用继电保护装置的基本要求选择性，速动性，灵敏性，可靠性电力变压器保护配置原则瓦斯保护纵差动保护或电流速断保护过负荷保护过励磁保护其他非电量保护隔离开关的用途隔离电源倒闸操作接通和断开小电流电路目前电力系统测量算法：周期法误差最小化原理类算法解析法正交去调制法故障引起的后果：短路电流值大大增加，引起电网中电压降低，使部分用户的供电受到破坏引起不平衡系统，对通信等产生干扰可能引发系统性事故，造成大面积停电电力系统静态稳定分析的目的：应用相应的判据，确定电力系统的稳定性和输电线的输送功率极限，检验在给定方式下的稳定储备。
需要进行静态稳定分析的范围：大电源送出线、跨大区或省网间联络线、网络中薄弱断面等。
多机电力系统的稳定分析方法直接法，小干扰法，数值分析法提高静态稳定性的措施：1、采用自动调节励磁装置2、减小元件的电抗3、改善系统结构和采用中间补偿设备提高暂态稳定性的措施1、快速切除故障和自动重合闸2、发电机强行励磁3、电气制动4、快速汽门控制5、切机、切负荷6、系统解列。
有刷直流电机接线图有三根线的直流电机怎样接线
有刷直流电机接线图有三根线的直流电机怎样接线买了个直流电机可有三根线,请问各位⼤侠怎样接线啊?最好给个电路图车上⽤的刮⽔器电机就是三根线,有⾼低虎钉港固蕃改歌爽攻鲸速。
如果是红蓝⿊三根线,⼀般⿊⾊线接负极,红⾊线,蓝⾊线分别接正极,代表两种速度,红蓝不能同时接电。
两个是主绕组,两个是励磁绕组,把他们并联起来,接电源。
如果转向反了,把其中⼀个头反过来接即可虎钉港固蕃改歌爽攻鲸。
1、两个端⼦接主绕组,两个端⼦接励磁绕组。
2、主绕组、励磁绕组判别⽅法就是阻值和线径⼤⼩不⼀样,励磁绕组阻值⼀般在⼏欧姆、主绕组⼀般是零点零⼏欧姆。
3、还有就是直接接两个线的,有接的。
有三根线的直流电机怎样接线: 两个是主绕组,两个是励磁绕组,把他们并联起来,接电源。
如果转向反了,把其中⼀个头反过来接即可。
...有三根线的直流电机怎样接线:车上⽤的刮⽔器电机就是三根线,有⾼低速。
如果是红蓝⿊三根线,⼀般⿊⾊线接负极,红⾊线,蓝⾊线分别接正...求解:⽆刷直流电机那三根线是怎么接的:⽆刷直流电机的接法必须接电⼦调速器(简称电调),否则你接⼀下任意两根线只会抖动⼀下, 如果你分别连...为什么直流电机有的是三根线⽽有的是两根:两根线的直流电机是电路在内部连接好了(如并励电机)或者只需要两根线(如玩具达);三根线的直流电机其中...三根线控制直流电机:要电机控制器的。
这种电机是⽆刷直流电机,需要电⼦换向的。
分W,U,V相,电流⽅向顺序:W-U,V-U...电机接线,直流电机,三根线怎么接:有⼀根是地线吧5.5KW 220V直流电机如何接线?有3根线?:此电机为复励电机,下⾯那个图所⽰,B2励磁绕组与H1共接正极电源,C1与B1短接后接负极电源.. 外...家⽤电如何接三根线的电动机如何接?:⽆刷直流电机的三根线相当于交流电机的U、V、W三相线,分别与驱动器的三相线相连; 若连接后电机电流很...直流⽆刷电机有三根线,我只想让它转动,怎么做:两个是主绕组,两个是励磁绕组,把他们并联起来,接电源。
地铁机电设备概述
地铁机电设备概述1、机电设备机电设备：就是包含有电与其他能量相互转换的电气和机械设备的总称。
包括各种电动机及其带动的机械、起重电机、空压机、电焊机、变压器、电磁铁、旋涡泵、管道泵、潜水泵、潜卤泵、机床等。
2、地铁机电设备：电动扶梯、AFC（自动售检票）系统、屏蔽门、自动门、车辆空调、中央空调、通风设备、给排水设备、消防喷淋系统、地铁车辆牵引、道岔转辙设备、电源控制系统等等，机电设备包含在地铁的各个系统中。
做最好的地铁生3、地铁机电设备系统做最好的地铁生活1）供电系统/ y4 _5 f2 p5 \ x功能：为列车、设备系统及车站线路运行提供可靠能源供应，包括动力和照明等。
制式：（牵引供电）DC1500V、750V做最好的地铁生活门户论坛6 \供电方式：集中供电、分散供电、混合供电- 中国地铁生活门户论坛,涉及地铁规划、2）信号系统做最好的地铁生活门户论坛7功能：指挥列车正常运行，保证列车运行安全。
制式：ATC列车运行自动控制系统CTC(分散自律调度集中系统)+移频轨道电路+超速防护（固定）w无线移动闭塞做最好的地铁生活门户论坛i6 f8 w3 x, X, k3 N%组成：ATP子系统——通过对列车速度进行监控并使其保持安全运行间隔,从而防止列车碰撞与出轨。
ATO子系统——主要功能就是控制列车自动运行和在车站精确停车。
ATS子系统——行车指挥自动系统，必要时人工干预3）通信系统地铁族功能：信息传输、指令发布（神经系统）。
组成：光、电缆传输系统、时钟、程控交换机（行车及设备运行、调度和公务电话）闭路电视系统（CCTV）、自动广播车站和列车广播系统无线通讯（列调）系统运行信息查询及行车信息预报系统站内专用电话、无线电话4）自动售检票系统（AFC）功能：自动售、检票机替代人工售检票；实现分阶段计程票、价制（多条线联网）方便乘客提高服务水平；每票次系统跟踪统计，数字准确，提高客运管理水平，并为决策提供科学的依据。
直线电机的原理
1.最大电压( max. voltage ph-ph) ———最大供电线电压，主要与电机绝缘能力有关；2.最大推力(Peak Force) ———电机的峰值推力，短时，秒级，取决于电机电磁结构的安全极限能力；3.最大电流(Peak Current) ———最大工作电流，与最大推力想对应，低于电机的退磁电流；4.最大连续消耗功率(Max. Continuous Power Loss) ———确定温升条件和散热条件下，电机可连续运行的上限发热损耗，反映电机的热设计水准；5.最大速度(Maximum speed) ———在确定供电线电压下的最高运行速度，取决于电机的反电势线数，反映电机电磁设计的结果；6.马达力常数(Motor Force Constant) ———电机的推力电流比，单位N/A或KN/A，反映电机电磁设计的结果，在某种意义上也可以反映电磁设计水平；7.反向电动势(Back EMF) ———电机反电势（系数），单位Vs/m，反映电机电磁设计的结果，影响电机在确定供电电压下的最高运行速度；8.马达常数(Motor Constant) ———电机推力与功耗的平方根的比值，单位N/√W，是电机电磁设计和热设计水平的综合体现；9.磁极节距NN(Magnet Pitch) ————电机次级永磁体的磁极间隔距离，基本不反映电机设计水平，驱动器需据此由反馈系统分辨率解算矢量控制所需的电机电角度；10.绕组电阻/每相(Resistance per phase)———电机的相电阻，一般情况下给出的往往是线电阻，即Ph－Ph，与电机发热关系较大，在一定意义下可以反映电磁设计水平；11.绕组电感/每相(Induction per phase) ———电机的相电感，一般情况下给出的往往是线电感，即Ph－Ph，与电机反电势有一定关系，在一定意义下可以反映电磁设计水平；12.电气时间常数(Electrical time constant) ———电机电感与电阻的比值，L/R；13.热阻抗(Thermal Resistance) ———与电机的散热能力有关，反映电机的散热设计水平；14.马达引力(Motor Attraction Force) ———平板式有铁心结构直线电机，尤其是永磁式电机，次极永磁体对初级铁心的法向吸引力，一般高于电机额定推力一个数量级，直接决定采用直线电机的直线运动轴的支撑导轨的承载能力和选型。
直流充电机工作原理
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在直流充电桩工作时，辅助 电源给主控单元、显示模块、保 护控制单元、信号采集单元及刷 卡模块等控制系统进行供电。另 外，在动力电池充电过程中，辅 助电源给BMS系统供电，由BMS 系统实时监控动力电池的状态。
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五、直流充电流程
车辆接口连接确认阶段：
当我们按下枪头按键，插入车辆插座，再放开枪头按键。充电桩的检测点1将检测到12V-6V-4V的电 平变化。一旦检测到4V、充电桩将判断充电枪插入成功，车辆接口完全连接，并将充电枪中的电子直流电源模块
直流电源的核心路线： 1、把三相交流电转变为固定的直流电
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六、直流电源模块
直流电源的核心路线： 2、把固定的直流电通过斩波切换为脉冲的交流电
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六、直流电源模块
直流电源的核心路线： 3、把变压器次级感应出的脉冲直流电平转换为可控输出的直流
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直流充电桩自检阶段：
在车辆接口完全连接后，充电桩将 闭合K3、K4，使低压辅助供电回路 导通，为电动汽车控制装置供电 （有的车辆不需要供电）（车辆得 到供电后，将根据监测点2的电压判 断车辆接口是否连接，若电压值为 6V，则车辆装置开始周期发送通信 握手报文），接着闭合K1、K2，进 行绝缘检测，所谓绝缘检测，即检 测DC线路的绝缘性能，保证后续充 电过程的安全性。绝缘检测结束后， 将投入泄放回路泄放能量，并断开 K1、K2，同时开始周期发送通信握 手报文。
七、充电数据
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七、充电数据
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提问阶段
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THANKS!
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直流充电桩工作原理：三相380V 交流电经过EMC等防雷滤波模块 后进入到三相四线制电表中，三 相四线制电表监控整个充电机工 作时的实际充电电量。且根据实 际充电电流及充电电压的大小， 充电机往往需要并联使用，因此 就要求充电机拥有能够均流输出 的功能，充电机输出经过充电枪 直接给动力电池进行充电。
城轨车辆直线牵引电动机原理和案例分析
4)噪声低。直线电机电梯没有减速器、旋转 电机及液压油泵运转时所产生的噪音，也没有钢 丝绳和曳引轮之间摩擦所产生的噪声，而且钢丝 绳的寿命也会大大提高。
3、 结构与原理
（1）直线异步电动机结构 定子：带齿槽的电工钢片叠成，槽里嵌有绕组 转子：非磁性体(铜板或铝板)和磁性体(钢板)构成的复合金属板。
直线牵引电动机原理分析
一、直线牵引电机工作原理
直线电机可认为是旋转电机在结构方面的一种演变
图2-50 直线异步电动机结构原理图
由于用直线运动取代了旋转运动，因此称之为直线电动机。
1、直线电机特点：
（1） 无旋转部件，呈扁平形，可降低城轨车辆的高度。 （2） 能够非接触式的直接实现直线运行，因此可不受粘着的
3.4 用于长距离的直线传输装置
(1)运煤车
图3.27所示为直线电机运煤车示意图。矿井 运煤轨道一般很长，每隔一段距离，在轨道中间 安置一台直线感应电动机的初级。一列运煤车由 若干矿车组成，每台矽车的底部装有铝钢复合次 级。直线电机的初级依次通电，便可把运煤车向 前推进。
(2)新型电梯 图3.16所示的永磁式直线同步电动机矿井提
5、边缘效应
直线电机是长直、两端开断的结构，存在 始端和终端，引起了边缘效应(端部效应)。
① 静态纵向边缘效应 ② 动态纵向边缘效应 ③ 横向边缘效应
在气隙中出现脉振磁场 在横向的边缘区域磁场削弱， 和反向行波磁场，运行过程 造成空载气隙磁场横向分布的不 中将产生阻力和增大附加损 均匀，这是第一类横向边缘效应。 耗。这种效应当初、次级相 次级导体板对电流分布及气隙 对静止时也存在，因而称为 磁场密度沿横向分布的影响，称 静态纵向边缘效应，纵向即 为第二类图横2-向61直边线缘电机效行应波磁场 磁场移方向动上的的涡方流向分布。
直线电机基本概念
直线电机基本概念直线电机可以看作旋转电机结构上的一种演变，它可以看作将一台旋转电机沿径向剖开，然后将电机的圆周展开成直线。
直线电机可分为：交流直线感应电动机（LIM），交流直线同步电动机（LSM）、直流直线电动机（LDM）、直线步进电动机（LPM）、混合式直线电动机（LHM）、微特直线电动机。
其中交流直线同步电动机又分电磁式（EM）、永磁式（PM）、可变电阻（VR）、混合式（HB）、超导体（SC）；直线直流电动机分为电磁式、永磁式、无刷；直线步进电动机分为可变电阻型和永磁型。
同步直线电动机的原理：直线同步电动机与直线异步电动机一样也是由旋转电机演化来的，其工作原理与旋转电机一样。
直线同步电动机的磁极一般有直流励磁绕组励磁，或有永磁体励磁。
在定子绕组产生的气隙行波磁场与磁极磁场的共同作用下，气隙磁场对磁极动子产生电磁推力。
在这个电磁推力的作用下，如果初级是固定不动的，那么次级就沿着行波磁场的运动方向做直线运动。
磁极运动的速度v就与行波磁场的移动速度一致,且v=2f t单位(m/s),t为极距。
同步直线电机与异步直线电机在性能、使用范畴上有何区别：直线异步电动机具有：成本低，相同容量的异步电动机的体积是同容量的同步电动机的6倍左右,常用变频器做速度控制，用于精度要求不是很高的场合。
直线同步电动机具有更大的驱动力，其控制性能，位置精度更好，体积小，重量轻，且具有发电制动功能。
永磁直线同步电动机可应用于各种精密加工设备上。
但是成本相对较高。
永磁体性能的提高和价格的下降，以及由永磁取代绕线式转子中的励磁绕组所带来的一系列优点:如转子无发热问题、控制系统简单、具有较高的运行效率和较高的运行速度等等。
动圈式直线电机与动磁式直线电机：永磁直线电动机可以做成动磁型，也可以做成动圈型。
只要使永磁体产生的磁通由绕组通入直流电励磁产生，任何一种永磁式直线电动机都可以改为电磁式（动磁）直线电动机。
动圈型结构具有体积小，成本低和效率高等优点。
直流系统常见接线方式
直流系统常见接线方式直流系统常用接线包括：直流电源系统接线直流馈线接线直流电源系统常用接线方式直流系统电源接线应根据电力工程的规模和电源系统的容量确定。
按照各类容量的发电厂和各种电压等级的变电所的要求，直流系统主要有以下几种接线方式。
一组充电机一组蓄电池单母线接线特点:接线简单、清晰、可靠。
一套充电机接至直流母线上，所以蓄电池浮充电、均衡充电以及核对性放电都必须通过直流母线进行，当蓄电池要求定期进行核对性充放电或均衡充电而充电电压较高，无法满足直流负荷要求时，不能采用这种接线。
适用范围:适用于110kV以下小型变（配）电所和小容量发电厂，以及大容量发电厂中某些辅助车间。
对电压波动范围要求不严格的直流负荷，不要求进行核对性充放电和均衡充电电压较低，能满足直流负荷要求的阀控型密封铅酸蓄电池组。
二组充电机一组蓄电池单母分段接线蓄电池经分段开关接至两端母线，二套充电机分别接至两段母线。
分段开关设保护元件，限制故障范围，提高安全可靠性。
适用范围：适用于110kV 以下小型变（配）电所和小容量发电厂，以及大容量发电厂中某些辅助车间。
对电压波动范围要求不严格的直流负荷。
不要求进行核对性充放电和均衡充电电压较低的蓄电池，如阀控型密封铅酸蓄电池组。
二组充电机二组蓄电池双母接线整个系统由二套单电源配置和单母线接线组成，两段母线间设分段隔离开关，正常两套电源各自独立运行，安全可靠性高。
与一组电池配置不同，充电装置采用浮充、均充以及核对性充放电的双向接线，运行灵活性高。
适用范围：适用于500kV 以下大、中型变电所和大、中型容量发电厂。
负荷对直流母线电压的要求和对运行方式的要求不受限制。
三组充电机二组蓄电池双母接线特点:备用充电机采用均充、浮充兼备的接线，运行方式灵活，可靠性高。
正常运行时充电装置与蓄电池在母线并联运行，直流母线电源切换时不停电，提高了直流母线供电的可靠性适用范围:适用于500kV 大型变电所和大容量发电厂。
直线电机的应用
直线电动机的应用直线电动机机是指：可以直接产生直线运动的电动机，所以可以作为进给驱动系统。
工作原理：假设把一台旋转运动的感应电动机沿着半径的方向剖开，并且展平，这就成了一台直线感应电动机。
在直线电机中，相当于旋转电机定子的，叫初级；相当于旋转电机转子的，叫次级．初级中通以交流电，次级就在电磁力的作用下沿着初级做直线运动。
这时初级要做得很长，延伸到运动所需要达到的位置，而次级则不需要那么长。
实际上，直线电机既可以把初级做得很长，也可以把次级做得很长；既可以初级固定、次级移动，也可以次级固定、初级移动。
直线电机主要用在以下几个场合：1.自动控制系统；2.长时间运动的驱动电机；3.需要在短时间，短距离内提供巨大直线运动能的装置中.所以以这种方式较滚珠丝杠比起来，就使得整个闭环系统的反应更加的灵敏;同时由于避免了滚珠丝杠的间隙与误差，所以使得加工精度也大为提升；由于是电机的直接驱动，所以也可以避免整个系统启动时的反应迟缓问题，提高传动的刚度；加工的速度，也可以瞬间提升到更大，其运动的行程也可以更大。
现代先进的驱动技术主要分为两大类：一类为电磁式的，另一类则为非电磁式的。
电磁类的现代先进的驱动技术主要由现代电磁类驱动器与现代控制系统组成，它的驱动器包括传统改进型的电磁驱动器与新发展型的电磁驱动器。
它们中有旋转的、直线的、磁浮的、电磁发射的等等。
除了在一般通用电机技术基础上改进获得的电机技术外，还有更多的是在通用电机技术基础上进一步发展的新型电机技术，如直线电机技术、无刷直流电机技术、开关磁阻电机技术和各种新型永磁电机技术等。
其中最典型的例子就是：磁悬浮列车。
磁悬浮列车是将列车用磁力悬浮起来，使列车与导轨脱离接触，以减小摩擦，提高车速。
列车由直线电机牵引．直线电机的一个级固定于地面，跟导轨一起延伸到远处；另一个级安装在列车上．初级通以交流，列车就沿导轨前进．列车上装有磁体（有的就是兼用直线电机的线圈），磁体随列车运动时，使设在地面上的线圈（或金属板）中产生感应电流，感应电流的磁场和列车上的磁体（或线圈）之间的电磁力把列车悬浮起来。
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横向边缘效应
直线感应电动机的初级和次级的宽度都是有限的， 在这有限宽的情况下，次级电流以及次级板对气隙磁 场均会产生影响，这种影响便称为电机的横向边缘效 应。 横向边缘效应的改善可以通过初次级宽度的调整， 特别是次级宽度一般不大于初级的宽度为好，并且同 样级数的直线感应电机，初级绕组Y形连接时，静态边 缘效应对气隙磁场的影响要小于△形连接时的情况.
• 行车先进，系统整合
采用直线电机系统，很重要的因素是维持一个中、 小型车辆的系统，保持车辆较轻的轴重，系统的容量 只能用车辆编组数和发车频率来调节，这就需要一个 行车指挥先进的系统，所以移动闭塞和无人驾驶技术 就成为这个系统的最佳要求。 因此采用直线电机系统就不宜向车辆大型化、行车信 号系统一般化的方向发展，否则无法整合系统的优势。 而采用适当的技术措施，突出轻、小、灵的特点，才 能表现出它的先进性、可靠性、安全性和经济性。
分 类
• 按结构型式分类，主要分为扁 平型、圆筒型、圆盘型和圆弧 型。其中扁平型直线电机有单 边型和双边型之分，每种型式 下又分别有短初级长次级或长 初级短次级。 • 按功能用途分，主要分为力电 机、功电机、能电机。 • 按工作原理分，主要分为两个 大的方面，即直线电动机和直 线驱动器。
长定子与短定子
直线电机
概 述
• • • • • • • 发展历史 基本工作原理 分类 在磁浮列车上的应用 磁悬浮系统中电机法向力的研究 边缘效应 应用于轨道交通的评价
发展历史
直线电机经历了三个时期：
• (1)1840~1955年的116年间，直线电机经历了从设想 到实验到部分实验性应用的过程。其中最著名的是英 国皇家飞机制造公司利用双边扁平型直线电机制成了 发射导弹的装置，其速度达到1600km/h。 • (2) 1956~1970年是直线电机的开发应用阶段。这一时 期的直线电机的实用设备有 MHD泵、自动绘图仪、磁 头定位驱动装置、电唱机、缝纫机、空气压缩机、输 送装置等。 • (3) 1971年以后，进入了实用商品阶段。这一时期直 线电机应用于磁浮列车、液态金属的输送和搅拌等项 目，终于在满足人类需求的过程中求得自己的发展。
长定子与短定子
短定子磁悬浮线路的造价远低于长定子磁悬浮线路。 电机绕组在车内，动力电源也装在车内，动力电源从 地面供电轨取得电能，地面与磁悬浮列车之间必须安 装受流器。
由于在高速时受流性能恶化，所以这种磁悬浮列车 的运行速度不能很高，一般在中低速范围内运行。日 本的中低速磁浮列车（HSST）采用了这种驱动方式
纵向边缘效应的解决方法
对于静态边缘效应中由于铁心及绕组开断引起 的三相电流不对称的情况，可用三台相同电机 一起使用的办法，来消除负序磁场和零序磁场。 也可用增加电机级数的方法来减小互感之间的 不对称。一般使级数大于或等于6即可。
对于动态边缘效应则按照其产生的附加损耗和 附加力对应的有效功率，在传统旋转电机的等 效电路图中增添一条电阻支路来表示，即为图 中的Rf。
测试表明，在供电电压、频率一定情况下，气 隙与法向力之间的关系较复杂。 由于气隙增加，电机一次侧与二次侧钢板之 间的吸引力下降，同时，与二次侧铝反应板之 间的排斥力也下降，导致总的合成作用力与气 隙呈复杂关系。
边缘效应
纵向边缘效应
• 直线电机具有长直的、两端开断的铁心，使 得三相绕组之间的互感不相等，电动机的运行 不对称，并引起负序反向行波磁场和零序脉振 磁场，这些效应称为纵向边缘效应。 纵向边缘效应分为静态纵向边缘效应和动 态纵向边缘效应。
磁悬浮系统中电机法向力的研究
电机法向力即牵引用直线电机一次侧、二次侧 之间的相互作用力，它是影响列车稳定悬浮的 不利因素。
消除电机法向力影响，或将法向力影响降到最 小，有助于磁悬浮列车的稳定悬浮运行。
磁悬浮系统中电机法向力的研究
• （1）电流与法向力的关系
在同样气隙、频率情况下，电机一次侧绕组 电流增加，电机法向力表现为吸引力，且减小。 当频率增高时，这种变化趋势更明显。 电机一次侧、二次侧之间的法向作用力大小 与两个因素有关：一是一次侧与二次侧钢板作 用力，该力为吸引力；二是一次侧与二次侧铝 反应板的作用力，该力为排斥力。
应用于轨道交通的评价
• 直线电机轨道交通的优点不在直线电机本身，而 在于与其有内在联系的系统，如果单纯以旋转电 机和直线电机效率进行比较，后者还不如前者。 • 由于直线电机的使用，影响了各方面特性、功能 的改善，使在一定条件下，具有对旋转电机轮轨 系统的相对优势。因此在使用这个系统时，一定 要将系统的优势发挥到最大。 • 这样采用直线电机系统才有价值，下面从采用直 线电机系统引起的改变来进行简要的分析。
吸引力由气隙主磁通产生，它的大小与励磁电 流有效值的平方及励磁电感的乘积成正比； 排斥力有二次侧涡流产生，其大小与二次侧等 效电流有效值的平方成正比，而与一次侧中点 至二次侧反应板电流层之间的距离成反比。 电机法向力大小最终取决于上述吸引力与排 斥力的综合作用。
磁悬浮系统中电机法向力的研究
(2)频率与法向力的关系
超导推斥型
• 在超导磁浮系统中，超导线圈装在车上，而与其相互 作用产生推进、悬浮、导向功能的各种线圈都装在地 面轨道内。借助这些线圈的作用，使车上超导线圈产 生推进、悬浮、导向力。
驱动原理
如图所示：作用于磁场之间的感应排斥力和吸引力驱 动载有超导磁铁的列车。安装在导轨两侧边墙上的驱 动线圈由牵引变电所提供三相交流电，导轨驱动线圈 产生移动的磁场，车载超导磁铁被移动的磁场吸引和 排斥，从而驱动磁悬浮列车。
• 如果在结构上初级和次级设计得一样长，当初 级和次级作相对直线运动后。则它们相对着的 部分逐渐减少，相对作用力也越来越小，以致 最后消失。 • 因而产生了长初级或短初级型直线电机。
长定子与短定子
长定子方案由于沿线铺设电机定子绕组，其造价 必然很高。地面同步电机的优点是功率大，功率因 数高，适用于高速、超高速磁悬浮铁路。 日本的超导超高速磁浮列车（MLX）和德国的常 导超高速磁浮列车（TR）采用的都是驱动方式。
常导吸浮型
图中驱动部分是直线同步 电动机 列车下部装有悬浮磁铁， 相当于同步直线电机的励磁 线圈，安装在轨道上的三相 驱动绕组相当于同步直线电 机的定子绕组，起到电枢的 作用。
常导吸浮型
当沿线布置的变电所向驱动绕组提供三相调频调幅 电力时，悬浮磁铁与定子绕组产生移动磁场。
在移动磁场的作用下，悬浮线圈中产生感应电流， 感应电流和移动磁场相互作用产生电磁推力，驱动列 车运行。
单边型与双边型
仅在一边安放初级的结构形式称 为单边型直线电机。
• 在初级与次级之间存在着一个很大的 法向吸力，在钢次级时约为推力的10倍 左右。 • 法向吸力是不希望存在的，如果在次 组的两边都装上初级，那么这个法向吸 力可以相互抵消，这种结构型式称为双 边型。 • 双边型电动机的电枢在磁场中所受的 总控力大于(F1+F2)，所以一般实用的 直线电动机都做成双边型的。
测试表明，在同样电流、气隙情况下，频率增 加，电机一次侧二次侧之间的法向作用力减小， 且当频率大于100HZ，这种变化趋势愈明显。 其原因是频率增加，励磁电流减小，反映板 感应涡流增加，导致吸引力下降，排斥力增大， 总的法向力减小。
磁悬浮系统中电机法向力的研究
磁悬浮系统中电机法向力的研究
（3）气隙与法向力的关系
•
边缘效应
• 静态纵向边缘效应是由于铁心开断而在气隙中 出现脉振磁场和反向行波磁场的效应，不论是 否考虑次级的反作用，都是存在的。
• 动态纵向边缘效应是当次级运动时，还存在的 另一种纵向边缘效应。
如图，假定次级以同步速度相对于静止的初级移动， 当时间为t0、t1、t2、t3和t4时，次级导体上的电路C的 相应位置是C0、C1、C2、C3和C4。当电路C在C1和 C3位置时，在电路C中就有感应电动势和感应电流产 生，因为这时有磁导发生变化,这种感生电流称为动态 纵向边缘效应电流，它会产生附加损耗和附加力。
悬浮原理
• 如图2所示，在导轨两侧边墙上安装8字形悬浮线圈， 当载有超导磁铁的列车通过时，在这些线圈上产生感 应电流，使列车受到向上的拉力的同时又受到向上的 斥力，从而使磁悬浮列车始终垂直悬浮于100mm高度 上。
导向原理
• 如图3所示，在导轨下悬浮线圈相互面对面连接组成闭 合回路，当磁悬浮列车通过时，在闭合回路中感应出 电流，超导磁铁使得侧部移位，导致悬浮线圈靠近车 的近端产生排斥力，另一端悬浮线圈靠近车的远端产 生吸引力。从而使磁悬浮列车总是运行在导轨的中心 位置。
在磁悬浮列车中的应用
根据吸引力与排斥力的基本原理，目前世界上 存在两种磁悬浮列车：
• 一种是德国的常导吸浮型。其采用电磁悬浮，用一般电 导线圈，以异性磁极相吸的原理，把列车吸引上来，悬 浮运行。一般由同步或异步直线电机驱动。
• 一种是日本的超导斥浮型，其列车的悬浮方式采用电动 悬浮，用低温超导线圈，以同性磁极相斥原理，使车轮 和钢轨之间产生排斥力，使列车悬浮。
应用于轨道交通的评价
• 高精工艺，提高水平
采用直线电机以后，对机电工程和土木工程本身要求 的工艺都比较高。由于要满足直线电机标称气隙10mm的 要求，直线电机位置和反应板位置变化只能维持在3mm 和4mm以内，因此对轮轨之间的几何关系以及在运行中 出现磨耗和其他因素影响，其变化的限制和恢复措施就 很严格。
基本工作原理
• 旋转电机在顶上沿径向剖开，并将 圆周拉直，便成了直线电机。直线 电机的三项绕组中通入三相对称正 弦电流后，即产生气隙磁场。