直线电机的发展史
国内外直线电机技术的发展与应用综述
国内外直线电机技术的发展与应用综述一、直线电机技术的发展直线电机是一种能够直接产生直线运动的电机，它是融合了电磁学、力学和控制理论的高新技术产品。
随着工业自动化和智能制造的发展，直线电机技术在国内外得到了广泛的应用和推广。
在这样的背景下，直线电机技术的发展也迅速走向成熟，实现了快速、精密、高效的直线运动控制。
1. 直线电机技术的起源直线电机技术的起源可以追溯到20世纪初，当时的工业生产需要更高效的动力传动设备，传统的旋转电机在直线运动控制方面存在较大的局限性。
由此，人们开始研究和开发能够直接产生直线运动的电机，而直线电机应运而生。
2. 直线电机技术的发展历程20世纪50年代，磁悬浮直线电机技术开始初露头角，但由于材料、加工工艺等方面的限制，当时的直线电机技术仍处于萌芽阶段。
随着硬磁材料和控制技术的不断改进，直线电机技术逐渐成熟，应用领域也不断拓展。
3. 直线电机技术在国际上的发展状况在国际上，直线电机技术已经得到了广泛的应用和研究。
欧美国家在直线电机技术方面具有较强的研发实力和生产能力，其在航空航天、高铁、机器人等领域的应用取得了显著的成绩。
而在亚洲地区，日本和韩国也在直线电机技术领域拥有一定的技术积累和市场份额。
二、直线电机技术的应用直线电机技术作为一种先进的动力传动技术，其在工业生产和科学研究领域得到了广泛的应用，并且在特定领域具有独特的优势。
1. 工业自动化领域在工业生产中，直线电机技术可以实现高速、高精度的直线运动控制，广泛应用于数控机床、激光切割设备、半导体生产设备等领域。
直线电机可以实现电磁直接驱动，避免了传统传动系统中的机械传动链路和间隙，提高了系统的动态响应性能和定位精度。
2. 航空航天领域直线电机技术在航空航天领域的应用也日益广泛。
在卫星姿态控制系统中，直线电机可以实现对姿态控制器的精确调整，提高了卫星的姿态控制精度和灵活性。
在航空器的起落架和飞行控制系统中，直线电机也可以实现更加稳定和精密的动力传递。
直线电机的分类
汇报人：XX
• 直线电机概述 • 直线电机分类方法 • 各类直线电机详细介绍 • 直线电机性能参数与选型依据 • 直线电机技术发展趋势与挑战 • 总结回顾与展望未来发展趋势
01
直线电机概述
定义与发展历程
定义
直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能的传动装置，不需要任何中 间转换机构。
U型槽式直线电机
Hale Waihona Puke 结构初级绕组被放置在U型槽内，次级 为直线运动的运动体。
工作原理
当初级绕组通电后，在U型槽内产 生磁场，次级在磁场作用下感应出 电动势并产生电流，从而实现电磁 推力。
应用
U型槽式直线电机具有动态响应快 、推力大、定位精度高等优点，被 广泛应用于高精度定位系统、自动 化生产线等领域。
新能源领域
在新能源汽车、风力发电等新能源领域，直线电机可用于驱动和控制系统，提高能源利用 效率和环保性能。
智能家居与工业自动化
在智能家居、工业自动化等领域，直线电机可用于实现家具、家电等产品的智能化和自动 化控制，提高生活品质和工作效率。
面临挑战及应对策略
技术成熟度不足
当前直线电机技术仍处于发展阶段，技术成熟度有待提高。应加大 研发投入，加强产学研合作，推动技术成熟和应用。
管状型直线电机
结构
初级绕组被放置在管状壳体内壁 上，次级为直线运动的运动体。
工作原理
当初级绕组通电后，在管状壳体 内产生磁场，次级在磁场作用下 感应出电动势并产生电流，从而
实现电磁推力。
应用
管状型直线电机具有结构紧凑、 重量轻、动态响应快等优点，被 广泛应用于自动化设备、机器人
等领域。
04
直线电机性能参数与选型依据
直 线 电 机
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
直线电机的发展及其在电梯行业的应用
直线电机的发展及其在电梯行业的应用作者：朱广慧来源：《中国机械》2014年第02期摘要：直线电机可以不用借助任何中间转换结构把电能转变成直线运动，与传统的方式相比，具有噪音低、无磨损、无接触、结构简单、速度快、精度高等方面的优点。
基于此本文对直线电机的发展及其在电梯行业的应用进行探讨，阐述了直线电机在电梯中驱动系统、门机系统的应用前景，为工程技术人员对直线电机的研发指明了方向。
关键词：直线电机；电梯；应用传统的电梯曳引系统和门机利用交流旋转电机进行工作，为了实现电梯门的开和关，需要借助一些比较复杂的转动机构来把旋转运动的电机转变成直线运动。
就电梯的曳引驱动系统而言，无论是交流电机蜗轮蜗杆驱动系统或是交流调速系统、或是永磁马达调速系统，因为交流电机响应速度慢，控制起来比较复杂，无法满足未来对电梯性能的要求。
而直线电机因为其结构的特殊性，不易被环境影响，受到了行业的广泛关注，正逐渐成为主流的电梯产品。
1.直线电机的发展和研究情况1.1.直线电机的发展史直线电机的概念是在1840年被提出来的，距今有一百多年的历史。
可以将其发展史大致分成三个阶段，分别为：探索实验阶段、开发应用阶段和实用商品化阶段。
其中第一个阶段指的是直线电机的探索和实验阶段，在这个阶段直线电机的设计还存在一定的问题，也没有找到直线电机合适的应用领域，因此直线电机一直没有被广泛使用。
在开发阶段科学家在直线电动机研究的基础上，取得了非常大的研究成果，发表了一些比较系统的电机类著作和文章，极大的推进了直线电机的发展，同时也引起了广大研究人员对直线电机的重视[1]。
从1971年开始对直线电机进行了独立应用，在这个阶段，研究人员选择了出了适合直线电机使用的途径，各种各样的直线电机被广泛的推广，研究出了非常多的具有使用价值的产品，比如冲压机、空压机、煤机等。
1.2.近年来国内外对直线电机的研究情况近年来，直线电机得到了迅速的发展，很多人都开始对直线电机进行研究。
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 线 电 机.
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
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。
• 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。
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。
国内外直线电机技术的发展与应用综述
国内外直线电机技术的发展与应用综述摘要：直线电机的历史可以追溯到十九世纪四十年代，在1840年左右，英国著名的物理学家惠斯通开始提出探索直线电机，但那时由于各种设备因素的约束，那时的直线电机并不是很成功。
但在后来的历史过程中，直线电机经历了三个时期的发展，并且在发展过程中越来越成熟。
关键词：直线电机；时期发展；应用直线电机自发明以来，为人们的生活带来了极大的便利，在三个不同时期，直线电机经历了探索实验、开发应用和实用商品化三个阶段，对不同种类的直线电机或不同的国家和地区，三个不同阶段的经历的年份和经历也使不一样的。
本文就国内外直线电机技术的发展与应用进行综合叙述，希望能够在直线电机技术方面为相关专业者提供可靠的资料。
直线电机的历史发展探索实验时期（1840年~1955年）自惠斯通开始探索直线电机，丛1840年开始一直到1955年，这一百六十六年间，直线电机技术发展的越来越成熟，也经历了屡遭失败的过程，但好在对其感兴趣的社会人士一直没有放弃对它的探索。
当时美国匹兹堡市的市长就对直线电机十分感兴趣，在他的一篇文章中，明确提出了直线电机及直线电机的专利。
这个专利把直线电机更加深度的带入到了人们的生活中，越来越多的人对其有着深厚的兴趣，甚至很多这方面的科学家也对此十分热情。
在此后相当长的一段时间里，一些科学家也为研究直线电机技术付出了很多的努力。
但由于当时的制造技术等各个方面技术不够完善，很多科学家一生都在为之努力的直线电机技术都未能成功。
但并不是说科学家的努力完全付之东流，他们在研究的过程中为了获得点梭子应用而巧妙构思的多种形式直线电机，虽然在当时无法做出更大的成绩，但是也为直线电机在其他场合的使用也奠定了基础。
在1930年~1940年期间，直线电机被各国科学家推入了实验研究阶段，在这个阶段中，相关科研人员在前人经验的基础上获得了大量的有效实验数据，也正是因为如此，将这十年作为一个分界点，科学家对直线电机技术有了更深一层的认识，奠定了日后直线电机在今后的应用基础。
直线电机的现状及发展趋势
直线电机的特点及发展趋势（谭铭志湖南大学、湖南、长沙）概要：概述了直线电机的发展史及特点，相对传统旋转电机的优势，以及直线电机的原理及控制的概述，最后还介绍了直线电机的发展趋势。
关键词：直线电机、现状、发展趋势一、引言直线电机是一种将电能直接转换成直线运动的机械能而不需要任何中间转换机构的传动装置。
由于采用了“零传动”，从而较传统传动方式有明显的优势，如结构简单、无接触、无磨损、噪声低、速度快、精度高等。
近年，随着工业加工质量和运动定位精度等要求的不断提高，直线电机受到了广泛的关注。
在国外，直线电机驱动技术已进入工业化阶段，但国内尚处于起步阶段。
二、直线电机的发展历程直线电机的历史，最早可追溯到1840年惠斯登(Wheatstone)提出和制作雏形但不成功的直线电机，从那时至今已有160多年。
在这个发展历程中，大致可分为以下三个阶段：探索实验阶段（1840—1955）、开发应用阶段（1956—1970）和实用商品化阶段(1971至今)。
第一阶段是直线电机探索实验和部分实验应用阶段，由于当时直线电机的理论还只是雏形、设计不够完善、且受到材料的性能、制造技术的限制，使得直线电机效率较低，可靠性不高，所以直线电机在这一时期始终未能得到真正的应用。
第二阶段是直线电机的全面开发阶段。
由于自动控制技术、制造技术及材料技术的突飞猛进给直线电机的研究应用奠定的坚实的基础。
这时期主要以英国莱恩苇特（E·Laithwaiter）教授为首的一些人在强调直线电动机基础研究的情况下，取得了不少研究成果，公开发表了直线电机理论分析的文章，并出版了比较系统的介绍直线电机的专著《Induction Machines for Special Purpose》，这给直线电机领域作出了开创性贡献，也鼓励着世界各地的科学家继续努力。
第三阶段是直线电机的独立应用时代，在这个阶段直线电机找到一条适合自身发展的道路，在旋转电机无能为力的领域大展身手。
直线电机介绍
一．直线电机的发展历史1845 年英国人Charles Wheastone发明了世界上第一台直线电动机，但这种直线电动机由于气隙过大而导致效率很低，未获成功。
在160多年的历史中直线电机主要经历了三个时期，分别是：1.1840～1955年为探索实验时期在这个期间直线电机从设想到试验再到部分试验，经历了一个不断探索的过程。
最早明确提出直线电机的文章是1890年美国匹兹堡市的市长写的一片文章，然而限于当时的技术条件，最终并没有获得成功。
到了1905年出现了将直线电机作为火车推进机构的设想，给当时各国的研究人员带来了极大的鼓舞，在1917年出现了第一台圆筒形直线电机，并试图用它来作为导弹的发射装置，但始终还是停留在模型阶段。
经过1930年到1940年的实验阶段，科研人员获取了大量的实验数据，从而对理论有了更深的认识。
在随后的过程中，1945年美国的西屋电气研制成功了电力牵引飞机弹射器，它以7400kw的直线电机作为动力，并且成功的进行了试验，同时使得直线电机可靠性等优点得到了重视。
在1954年英国皇家飞机制造公司成功利用双边扁平型直流直线电机制成了导弹发射装置。
但是在这个过程中，由于直线电机与旋转电机相比在成本和效率方面没有优势，并没有取得突破性的成功。
2.1956—1970年为直线电机的开发应用期1955年以后，直线电机进入了全面的开发阶段，同时该时期的控制技术和材料技术的发展，更有力的促进了直线电机的开发。
直线电机的使用设备逐渐被开发出来，例如采用直线电机的MHD泵、自动绘图仪、磁头定位驱动装置、空气压缩机等。
3. 1971年至今为直线电机的使用商品时期到目前，各类直线电机的应用得到了推广，形成了许多有实用价值的商品，直线电机开始在旋转电机无能为力的地方寻找自己的位置。
例如，直线电机应用于磁悬浮列车，液态金属的输送和搅拌，电子缝纫机和磁头定位装置，直线电机冲压机等等。
二．直线电机工作原理和分类所谓的直线电机就是利用电磁原理，将电能装换为直线运动的装置。
直线电机的发展与应用概述(1)
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直线电机的发展与应用概述
王伟进
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y 直线电机
在 结 构 上0直 线 电 机 相 当 于 旋 转 电 机 在 顶 上 沿 径 向剖开并将其 圆 周 拉 直0工 作 原 理 同 旋 转 电 机 相 似4它不需要任何中间环节可直接驱动被控制对象 产 生 直 线 轨 迹 运 动 0打 破 了 传 统 w旋 转 电 机 z 机 械 变 换 环 节 x的 传 动 形 式 0具 有 独 特 的 优 点 (
收 稿 日 期 ()**+, *-, *.
一文了解直线电机的转变过程
一文了解直线电机的转变过程
由定子演变而来的一侧称为初级，由转子演变而来的一侧称为次级。
在实际应用时，将初级和次级制造成不同的长度，以保证在所需行程范围内初级与次级之间的耦合保持不变。
直线电机可以是短初级长次级，也可以是长初级短次级。
考虑到制造成本、运行费用，目前一般均采用短初级长次级。
直线电动机的工作原理与旋转电动机相似。
以直线感应电动机为例：当初级绕组通入交流电源时，便在气隙中产生行波磁场，次级在行波磁场切割下，将感应出电动势并产生电流，该电流与气隙中的磁场相作用就产生电磁推力。
如果初级固定，则次级在推力作用下做直线运动;反之，则初级做直线运动。
直线电机的原理并不复杂.设想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(图).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，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。
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简析直线电机发展概述及应用
１．２ 直 线电机 的启 用和 实践 阶段
备。直线电机在军事领域 的典型应 用是 电磁炮 、潜艇 。电磁炮是一种
经历过萌芽阶段直 线电机 的研 究到了实验研究的新发展阶段 ， 军 事用途的武 器系统 ，它的制作机 构中日采 用了直线电机作为原驱动
在楼层中的布置 ，也同时包括防火区域 的划分，探测器的选型等。
参 考 文 献 【ｌ】梁保国．对多高层建筑消防系统若干问题 的探讨 『Ｊ】ｌ安防科技，２００６，（２
１６一 ｌ７．
【２］冯世成，周盼．智能火灾监测报警系统设计 ［Ｊ】＿商品与质量，２００６，（１４）：
８－ ９．
作 者 简 介 杨泽山（１９９６～），男，汉族，辽宁省丹东市，沈阳工学院本科学生。通讯作者 张文静，（１９８７－），女，汉族 ，辽宁朝阳人，沈阳工学院，硕士研究生，研究方向 建筑 智能化 。
简析直线 电机发 展概述 及应用
一
刘北辰 孙昕 沈阳工学院信息与控制学院
摘要 ：直 线电机 作 为一 种 新 型的 驱 动技 术 ，采取 了 “零 传 动”的新 兴枝 术 ，所以 与传统 的驱 动技 术 相比 ，它具 有结 构 简单 、噪 声少、低 耗 能等优 点 ≯
本 文根黛据群 直 线 电机 的 优 点和 发展 历史 阶段 ，简要 的 分析 了它在 国内外各 领 域 发展 与应 用的概 况 ，并 对其发 展 前景进 行 了一 定的 展 望。 关 奠 词 ：直 线电机 发展 应 用
圈 １感 光 、感 沮 、可燃 气 体 、感 烟 探 测 器 火 灾 探 测 器 与 控 制 器 的 接 线 方 式 有 多线 制 和 总 线 制 两 种 方 式 。 多线制系统的特点是火灾控制 器采用信 号巡 检且火灾探 测器和 火 灾 控 制 器 之 间 采 用硬 线 对应 连 接 关 系 。多线 制 系统 由于 设 计、施 工 和 维 护 复 杂 ，已 逐步 被 淘 汰 。 总线制 方便 使用数字脉 冲信号巡检 和信息压缩 传输，采用编 码 及 译码逻 辑电路 来实现 探测器与控制 器的协议通信 ，大大减少了总 线 数 ，工 程 布 线 变得 非 常灵 活 ，并 形成 支 状 和 环 状 两 种 典 型 布 线 结 构 。 二 总线制和四总线制是常用的 两种总线制。探测器与控制器、功能模 块 与控制器之间都采用总线连接，称为全总线制 ，可模块联动或硬线 联动 消防设备，抗干扰能力强，误 报率低 ，系统总功耗小。本设计采用 的 就 是 总 线 制 连 接 。
直线电机的发展及其在电梯行业的应用(2021新版)
( 安全管理 )单位：_________________________姓名：_________________________日期：_________________________精品文档 / Word文档 / 文字可改直线电机的发展及其在电梯行业的应用(2021新版)Safety management is an important part of production management. Safety and production are inthe implementation process直线电机的发展及其在电梯行业的应用(2021新版)直线电机可以不用借助任何中间转换结构把电能转变成直线运动，与传统的方式相比，具有噪音低、无磨损、无接触、结构简单、速度快、精度高等方面的优点。
基于此本文对直线电机的发展及其在电梯行业的应用进行探讨，阐述了直线电机在电梯中驱动系统、门机系统的应用前景，为工程技术人员对直线电机的研发指明了方向。
传统的电梯曳引系统和门机利用交流旋转电机进行工作，为了实现电梯门的开和关，需要借助一些比较复杂的转动机构来把旋转运动的电机转变成直线运动。
就电梯的曳引驱动系统而言，无论是交流电机蜗轮蜗杆驱动系统或是交流调速系统、或是永磁马达调速系统，因为交流电机响应速度慢，控制起来比较复杂，无法满足未来对电梯性能的要求。
而直线电机因为其结构的特殊性，不易被环境影响，受到了行业的广泛关注，正逐渐成为主流的电梯产品。
直线电机的发展和研究情况1.1.直线电机的发展史直线电机的概念是在1840年被提出来的，距今有一百多年的历史。
可以将其发展史大致分成三个阶段，分别为：探索实验阶段、开发应用阶段和实用商品化阶段。
其中第一个阶段指的是直线电机的探索和实验阶段，在这个阶段直线电机的设计还存在一定的问题，也没有找到直线电机合适的应用领域，因此直线电机一直没有被广泛使用。
在开发阶段科学家在直线电动机研究的基础上，取得了非常大的研究成果，发表了一些比较系统的电机类著作和文章，极大的推进了直线电机的发展，同时也引起了广大研究人员对直线电机的重视。
直线感应电机及其应用
馈电的一侧称为初级，无馈电的一侧称为次级。静止 的一侧称为定子，运动的一侧称为动子。
2.直线感应电机的结构和基本原理
直线感应电机根据其形状不同可分为扁平型、圆筒型、
圆弧型和圆盘型4类。
1）扁平型直线感应电机
图2 由旋转电机演变为直线电机的过程
a）沿径向剖开 b）把圆周展成直线
2.直线感应电机的结构和基本原理
材料为铜或铝，复合次级是二者的复合，
如图5所示。由于低碳钢板的导电性能 不磁性次级
b) 非磁性次级
效率较低。非磁性次级的直线电动机，
由于次级材料的导磁性能差，因此功率 因数较低。复合次级的直线感应电动机 具有较好的性能指标。
c) 复合次级
图5 直线感应电机的次级横截面图
因此，车辆可以获得很强的起动、加速和减速动力性能，尤其具有突 出的爬坡能力，线路最大坡度可以允许在8%以上，传统的地铁车辆最 大允许3%，并能在恶劣的环境和轨面条件下保持良好的性能。
图28 爬坡能力的比较
5. 直线感应电动机应用及发展趋势
2) 转弯半径小 由于直线电机驱动方式，车 轮不再传递牵引/制动力，所以轴 箱定位结构可以大大简化，这样 就很容易实现结构简单的径向转 向架，提高了车辆的曲线通过性 能和运行平稳性。由于转向架具 有径向功能且轴距小，使地铁运 营线路的最小曲线半径可低到
4. 直线感应电动机的等效电路和基本特性
4）推力-电压特性 5）推力-功率特性
图22 推力-线电压特性
图23 推力-输入功率特性
5. 直线感应电动机应用及发展趋势
5.1 轨道交通 由直线电机驱动的轨道交通称为直线电机轨道交通。
磁悬浮轨道交通
直线电机轮轨交通
直线电机轨道交通 直线电机单轨交通
电机的历史与未来发展--
摘要在现代社会中，电能是现代社会最主要的能源之一。
在电能的生产、输送和使用等方面，电机起着重要的作用。
从19世纪30年代法拉第发明了世界上第一台真正意义上的电机—法拉第圆盘发电机开始，到现在21世纪10年代，电机的发展已经经过了近200年的历史。
从最初的直流电机到现在大热的超声电机，随着科学的进步，生产力的迅猛发展，电机更新换代的速度日益加快，应用范围也越来越广，遍及生产生活的各个领域。
我国在电机方面起步比西方国家晚了100年，但研究发展速度很快，很多企业和高校也都有自己新的研究技术，与国外先进国家的差距在逐渐缩短。
未来，相信电机的应用和发展将会更加环保，更加智能。
关键词：电机、历史、发展、中国电机发展、未来1、电机的简介电机是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。
电机主要包括发电机、变压器和电动机等类型。
发电机是将其他形式的能源转换成电能的机械设备，电动机将电能转换成为机械能，用来驱动各种用途的生产机械。
在自然界各种能源中，电能具有大规模集中生产、远距离经济传输、智能化自动控制的突出特点，它不但成为人类生产和活动的主要能源，而且对近代人类文明的产生和发展起到了重要的推动作用。
与此相呼应，作为电能生产、传输、使用和电能特性变化的核心装备，电机在现代社会所有行业和部门中也占据着越来越重要的地位。
纵观电机的发展，其应用范围不断扩大，使用要求不断提高，结构类型不断增多，理论研究也不断深入。
特别是近30年来，随着电力电子技术和计算机技术的进步，尤其是超导技术的重大突破和新原理；新结构；新材料；新工艺；新方法的不断推动，电机发展更是呈现出勃勃生机，其前景是不可限量的。
2、电机的历史2.1直流电机发展史1820年丹麦物理学家奥斯特发现了电流磁效应随后安培通过总结电流在磁场中所受机械力的情况建立了安培定律1821 年 9 月法拉第发现通电的导线能绕永久磁铁旋转以及磁体绕载流导体的运动，第一次实现了电磁运动向机械运动的转换，从而建立了电动机的实验室模型，被认为是世界上第一台电机1822年，法国的阿拉戈.盖.吕萨克发明电磁铁，即用电流通过绕线的方法使其中铁块磁化。
直线电机的发展与应用概述
直线电机的发展与应用概述综述?REVIEW 直线电机的发展与应用概述收稿日期:2003-08-06王伟进(浙江大学,浙江杭州310028)摘要:概述了直线电机的特点、发展历史,介绍了国内外的直线电机研究近况,最后评述了直线电机广阔的应用前景。
关键词:直线电机;发展;应用中图分类号:T M359.4 文献标识码:A 文章编号:1001-6848(2004)01-0045-02The Development and Application of Linear MotorWANG Wei-jin(Zhejiang U niv er sity,Hang zho u310028,China)Abstract:T his paper summ arizes t he char acter istics o f linear moto r,the co ur se o f dev elo pment.T he domestic and for eig n dev elo pm ent st atus is intr oduced t oo.F inally the w ide applicat ion fo reg r ound in some v ar ious fields is de-scr ibed.Key words:linear mo tor;development;applicatio n1 引言直线电机是一种将电能直接转化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。
由于采用了“零传动”,从而较传统传动方式有明显的优势,如结构简单、无接触、无磨损、噪声低、速度快、精度高等。
近年,随着工业加工质量和运动定位精度等要求的提高,直线电机受到了广泛的关注。
在国外,直线电机驱动技术已进入工业化阶段,但国内尚处于起步阶段。
基于此,文中就直线电机的特点、研究历史、近况和应用前景作简要介绍。
2 直线电机在结构上,直线电机相当于旋转电机在顶上沿径向剖开并将其圆周拉直,工作原理同旋转电机相似。
直线感应电机及其应用PPT课件
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5. 直线感应电动机应用及发展பைடு நூலகம்势
图26 长次级感应板
图27 分段长初级
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5. 直线感应电动机应用及发展趋势
直线电机轮轨交通系统的特点 1) 爬坡能力强
由于车辆的运动是依靠直线电机所产生的电磁力来推进，而车辆 车轮仅起支撑承载作用，不传递力，不再受到轮轨黏着因素的制约。 因此，车辆可以获得很强的起动、加速和减速动力性能，尤其具有突 出的爬坡能力，线路最大坡度可以允许在8%以上，传统的地铁车辆最 大允许3%，并能在恶劣的环境和轨面条件下保持良好的性能。
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3. 直线感应电机的边端效应
2）铁心开断引起的脉振磁场
即使三 相电流对称， 而直线电机 由于铁心开 断仍然会产 生相对于初 级不移动的 脉振磁场。
t=0时电密和 磁动势的分布
t=0时磁密的 分布
t=T/4时磁动势 和磁密的分布
图10 直线电机中脉振磁场的形成
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3. 直线感应电机的边端效应
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2.直线感应电动机的结构和基本原理
2.1 直线电机的分类
电机
变压器 旋转电机 直线电机
直线感应电机 直线同步电机 直线直流电机 直线步进电机 直线特种电机
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2.直线感应电动机的结构和基本原理
2.2 直线感应电动机的结构
图1 旋转电机和直线电机示意图 a）旋转电机 b)直线电机
1.直线电机的发展历史
直线电动机的动子为往复直线运动，它将电能直接转换成直线运动的机械 能。
在许多装置中需要直线运动，若采用旋转电动机驱动， 需要通过中间转换装置。中间转换传动机构的存在，使整 机存在着体积大、效率低、精度差、噪声大等问题。
直线电机综述
直线电机综述作者：常淑英李赞来源：《科学与财富》2020年第07期摘要：直线电动机是一种将电能直接转换成直线运动机械能的电力传动装置。
它可以省去大量中间传动机构，加快系统反映速度，提高系统精确度，所以得到广泛的应用。
直线电动机的种类按结构形式可分为;单边扁平型、双边扁平型、圆盘型、圆筒型（或称为管型）等;按工作原理可分为：直流、异步、同步和步进等。
对近几年来国内外直线电机运用进行了全面的综述。
关键词：直线电机;传动装置;结构一、直线电机的结构：直线电机的运动形式是沿直线运动，不同于旋转电机需要螺纹传动装置。
直线电机由旋转电机转化而来，将旋转电机按其圆柱形径向横截面切开，平铺展成平面结构，就形成了直线电机。
旋转电机结构是由动子和定子组成，线圈绕组一端的是定子，而中间自由旋转的一端是动子，由旋转电机定子展开的一侧称为直线电机初级，由旋转电机动子展开的一侧称为直线电次级。
可以看出线圈绕组在旋转电机结构中是定子，固定不动，而在直线电机结构中是初级，可以相对运动[1]。
二、直线电机的工作原理直线电机是在传统电动机的基础上演变而来，是将传统电动机的转子和定子展开成直线，从而实现将原来的旋转运动变为往复运动，传统电动机主要有支座、转子、定子线圈、主轴、接线盒五个主要部分组成，无论是对有刷电机还是无刷电机，内转子还是外转子结构，都由定子和转子组成，供电时在电机线圈内产生旋转磁场，并产生扭矩并驱动转子进行旋转运动[2]。
三、直线电机的发展：1840年，Wheatstone开始提出和制作了最早的直线电机，直至20世纪50年代中期，控制技术及材料技术的飞速发展和新型控制元器件的不断涌现，使直线电机的理论和应用获得了迅速的发展。
自20世纪90年代以来，由于高速、精密机床进给系统的需要，使直线电机的优越性充分体现出来，直线电机的研究成为热点领域。
目前，国外比较著名的直线电机制造商主要有美国的Anorad、ParkerHannifin、Aerotech Kollmorgen公司德国的Simens、Indramat公司和日本FANUC、Mitsubishi公司等。
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直线电机的发展史
直线电机的发展史
1840年Wheatsone开始提出和制作了略具雏形的直线电机。
从那时至今，在160多年的历史中，直线电机经历了三个时期。
1840～1955年为探索实验时期：
从1840年到1955年的116年期间，直线电机从设想到实验到部分实验性应用，经历了一个不断探索，屡遭失败的过程。
自从Wheatsone提出和试制了直线电机以后，最早明确地提到直线电机文章的是1890年美国匹兹堡市的市长，在他所写的一篇文章中，首先明确地提到了直线电机以及它的专利。
然而，由于当时的制造技术、工程材料以及控制技术的水平，在经过断断续续20多年的顽强努力后，最终却未能获得成功。
至1905年，曾有两人分别建议将直线电动机作为火车的推进机构，一种建议是将初级放在轨道上，另一种建议是将初级放在车辆底部。
这些建议无疑是给当时直线电机研究领域的科研人员的一剂兴奋剂，以致许多国家的科研人员都投入了这些研究工作。
1917年出现了第一台圆筒形直线电动机，事实上那是一种具有换接初级线圈的直流磁阻电动机，人们试图把它作为导弹发射装置，但其发展并没有超出模型阶段。
至此，从1930~1940年期间，直线电机进入了实验研究阶段，在这个阶段中，科研人员获驭了大量的实验数据，从而对已有理论有了更深一层的认识，奠定了直线电机在今后的应用基础。
从1940～1955年期间世界一些发达国家科研人员，在实验的基础上，又进行了一些实验应用工作。
1945年，美国西屋电气公司首先研制成功的电力牵引飞机弹射器，它以7400kW的直线电动机为动力，成功地用4.1s的时间将一架重4535kg，的喷气式飞机在165m的行程内由静止加速的188km/h的速度，它的试验成功，使直线电动机可靠性好等优点受到了应有的重视，随后，美国利用直线电机制成的、用作抽汲钾、钠等液态金属的电磁泵，为的是核动力中的需要。
1954年，英国皇家飞机制造公司利用双边扁平型直流直线电机制成了发射导弹的装置，其速度可达1600km/h。
在这个阶段中，尤需值得一提的是，直线电机作为高速列车的驱动装置得到了各国的高度重视并计划予以实施。
在1840～1955年期间，是直线电机探索实验和部分实验应用时期，在直线电机与旋转电机的相互竞争中，由于直线电机的成本和效率方面没有能够战胜旋转电机，或者说，直线电机
还没能找到唯独它能解决问题的领域，以及直线电机在设计方面也没有突破性的成功电机在这一时期始终未能得到真正的应用。
1956～1970年为开发应用时期：
自1955年以来，直线电机进入了全面的开发阶段，特别是该时期的控制技惊人发展，更加助长了这种势头。
在这段时期，申请直线机的专利件数也开始急速增直线电机专利的增长率超过了所有其他技术领域的平均增长率。
到1965年以后，随着控制技术和材料性能的显著提高，应用直线电机的实步开发出来，例如采用直线电机的MHD泵、自动绘图仪、磁头定位驱动装置、电唱机空气压缩机、输送装置等。
1971年至今为实用商品时期
从1971年开始到目前的这个阶段，直线电机终于进入了独立的应用时代，在各类直线电机的应用得到了迅速的推广，制成了许多具有实用价值的装置和产品，例驱动的钢管输送机、运煤机、起重机、空压机、冲压机、拉伸机、各种电动门、电动织机等等。
特别可喜的是利用直线电机驱动的磁悬浮列车，其速度已超500km/h，接飞行速度，且试验行程累计已达数十万千米。
在这个时期，直线电机领域的研究人员通过对直线电机在历史发展中多次起终于选择了一条适合直线电机自身发展的独特思路，它不再与旋转电机直接对抗，不式与旋转电机竞争，而以直线电机系统与旋转电机系统相比，从而找到适合于自己的电机展开竞争，在旋转电机无能为力的地方寻找自己的位置。
例如，直线电机应用于磁液态金属的输送和搅拌，电子缝纫机和磁头定位装置，直线电机冲压机等等。
直线电道路，在满足人类需求的过程中求得自身的发展。
在世界上一些发达国家，许多人和气企业均在研究和开发直线电机产品，例如美国的西屋(Westinghouse)公司、德国的(SIEMENS)公司、英国、法国、瑞典，特别是日本，其人员之多和范围之广是世界首直线电机的研究和应用发展是从20世纪70年代初开始的。
主要成果有工厂行车、电机、摩擦压力机、磁分选机、玻璃搅拌、拉伸机、送料机、粒子加速器、邮政分拣机系统、计算机磁盘定位系统、自动绘图仪、直线电机驱动遥控(电动)窗帘机、直线电炒茶机等，我国直线电机研究虽然也取得了一些成绩，但也国外相比，其推广应用方大差距。
发布时间：2009-8-26 10:54:07。