城軌車輛控制系統(tǒng)直線牽引電動機結(jié)構(gòu)及特性

2026/1/51直線牽引電動機結(jié)構(gòu)及特性

直線電動機可認為是旋轉(zhuǎn)電機在結(jié)構(gòu)方面的一種演變。

圖

直線異步電動機結(jié)構(gòu)原理圖

由于用直線運動取代了旋轉(zhuǎn)運動，因此稱之為直線電動機。2026/1/51直線牽引電動機結(jié)構(gòu)及特性

直線電動機特點：

（1）無旋轉(zhuǎn)部件，呈扁平形，可降低城軌車輛的高度。（2）能夠非接觸式的直接實現(xiàn)直線運行，因此可不受粘著的限制，能獲得較高的加速度和減速度。（3）直線電動機運行噪音較小。

直線電動機分類：

直線異步電動機（LIM）

直線同步電動機（LSM）

直線直流電動機（LDM）

在城市軌道交通中以LIM應(yīng)用較多。2026/1/51直線牽引電動機結(jié)構(gòu)及特性1．直線異步電動機的分類

（1）按結(jié)構(gòu)分類：

平板形單邊式平板形雙邊式圓筒形

（2）按電源分類：

三相電源二相電源

（3）按動體分類：

短初級方式(即以初級作為動體)

短次級方式(即以次級作為動體)2026/1/51直線牽引電動機結(jié)構(gòu)及特性2．結(jié)構(gòu)與原理（1）直線異步電動機結(jié)構(gòu)

定子：帶齒槽的電工鋼片

疊成，槽里嵌有繞組。

轉(zhuǎn)子：非磁性體(銅板或鋁

板)和磁性體(鋼板)構(gòu)成的復(fù)合金屬板。（2）直線異步電動機的原理

（a）旋轉(zhuǎn)感應(yīng)電機（b）直線感應(yīng)電機

圖

感應(yīng)電機的基本工作原理1-定子；2-轉(zhuǎn)子；3-磁場方向1-初級；2-次級；3-行波磁場2026/1/51直線牽引電動機結(jié)構(gòu)及特性3．直線異步電動機特性

圖直線異步電動機的推力-速度特

性與旋轉(zhuǎn)異步電動機的特性比較（1）推力-速度特性

（2）推力一氣隙特性圖直線異步電動機的推力-氣隙特性2026/1/51直線牽引電動機結(jié)構(gòu)及特性（3）邊緣效應(yīng)

直線電機是長直、兩端開斷的結(jié)構(gòu)，存在始端和終端，引起了邊緣效應(yīng)(端部效應(yīng))。

①

靜態(tài)縱向邊緣效應(yīng)②

動態(tài)縱向邊緣效應(yīng)③

橫向邊緣效應(yīng)

在氣隙中出現(xiàn)脈振磁場和反向行波磁場，運行過程中將產(chǎn)生阻力和增大附加損耗。這種效應(yīng)當初、次級相對靜止時也存在，因而稱為靜態(tài)縱向邊緣效應(yīng)，縱向即磁場移動的方向。初、次級相對運動時的磁場和渦流分布的畸變稱為動態(tài)縱向邊緣效應(yīng)

在橫向的邊緣區(qū)域磁場削弱，造成空載氣隙磁場橫向分布的不均勻，這是第一類橫向邊緣效應(yīng)。次級導(dǎo)體板對電流分布及氣隙磁場密度沿橫向分布的影響，稱為第二類橫向邊緣效應(yīng)2026/1/51直線牽引電動機結(jié)構(gòu)及特性4．直線異步電動機

的優(yōu)缺點

①

直線電機最主要的優(yōu)點是直接產(chǎn)生直線運動而不需要中間轉(zhuǎn)換裝置。

②

起動推力大，可實現(xiàn)大范圍的加速和減速，零部件不受離心力的作用，直線速度不受限制。

③

直線電機的初級和次級的結(jié)構(gòu)都很簡單，特別是次級，有時甚至可直接利用部分設(shè)備本體或運行軌道?？稍跅l件惡劣(潮濕、粉塵、有害氣體)的環(huán)境中使用。④

總體結(jié)構(gòu)簡單，扁平型部件高度低；噪聲小，重量輕，維修容易。

（1）優(yōu)點

2026/1/5直線牽引電動機結(jié)構(gòu)及特性

①效率和功率因數(shù)低（一般在0.6-0.65左右）。通常直線異步電動機的極距/氣隙比旋轉(zhuǎn)電動機大一倍左右。出具和次級之間的氣隙大，需要的磁化電流大，所以空載電流大；

邊緣效應(yīng)特別是縱向邊緣效應(yīng)減小驅(qū)動推力，增大了損耗。

②除驅(qū)動推力外，直線電機初級和次級之間有吸引力，因而必須增加構(gòu)架強