直線電機在中國高鐵地鐵中的廣泛應用

直線電機主要是直線電動機，它是一種將電能直接轉(zhuǎn)換成直線運動機械能，而不需任何中間轉(zhuǎn)換機構(gòu)的傳動裝置。它是20世紀下半葉電工領域中具有新原理、新理論的新技術(shù)，它所具有的特突優(yōu)勢，已越來越引起了人們的重視。
 
 直線電機的結(jié)構(gòu)可以根據(jù)需要制成扁平型、圓筒型或盤型等各種型式，它可以采用交流電源，直流電源或脈沖電源等各種電源進行工作。直線電機可以在幾秒鐘內(nèi)把一架幾千公斤重的直升飛機拉到每小時幾百公里的速度，它在真空中運行時，其時速可達幾千上萬公里。在軍事上，人們利用它制成各種電磁炮，并試圖將它用于導彈、火箭的發(fā)射；在工業(yè)領域，直線電機被用于生產(chǎn)輸送線，以及各種橫向或垂直運動的一些機械設備中；直線電機除具有高速、大推力的特點以外還具有低速、精細的另一特點，例如，步進直線電機，它可 以做到步距為1μm的精度，因此，直線電機又被應用到許多精密的儀器設備中，例如計算機的磁頭驅(qū)動裝置、照相機的快門、自動繪圖儀、醫(yī)療儀器、航天航空儀器、各種自動化儀器設備等。除此之外，直線電機還被用于各種各樣的民用裝置中，如門、窗、桌、椅的移動，門鎖、電動窗簾的開、閉等等，尤其在交通運輸業(yè)中，人們利用直線電機制成了時速達500km以上的磁浮列車。
 
 磁浮技術(shù)是一種無接觸技術(shù)，它可在旋轉(zhuǎn)與直線運動中得到許多應用。
它的應用優(yōu)點是：
 
 
 
 
1、無接觸式應用，無磨擦，摩耗，振動噪音大幅下降，壽命長；
 
2、特殊場合應用，如真空、高溫、低溫、水蒸氣、生物體內(nèi)等特殊應用，不損害原體；
 
3、需控制的場合應用，如位置、過速、振動等控制比較容易；
 
4、具有一些特殊場合應用：如記憶、學習、判斷能力的能力，運行狀態(tài)的監(jiān)視、記錄、診斷能力等；
 
5、可控力的分布性應用：如磁浮車、磁浮軸承各點位置力的分布與控制。
 
 
 
 
它的未來發(fā)展趨勢主要為：
 
 
 
1、控制上以DSP為主體的控制磁浮技術(shù)得到了更多的應用；
 
2、永磁材料、超導材料在磁浮技術(shù)中得到了進一步的應用；
 
3、多變量控制等控制理論促進了磁浮技術(shù)的發(fā)展；
 
4、計算機的發(fā)展普及，超大規(guī)模集成電路，新材料的發(fā)展，宇宙空間的發(fā)展，技術(shù)的高度化，多樣化以及節(jié)能環(huán)保等都對磁浮技術(shù)提出了要求。
 
 
 
 
磁浮技術(shù)按磁體與導體的不同組合有許多分類與相應的應用，磁浮列車僅僅是其中的一個具體應用。
 
 由直線電機與磁浮技術(shù)構(gòu)成了磁浮列車的主體。不同型式直線電機與磁浮技術(shù)構(gòu)成了不同型式的磁浮列車。
 
 磁浮列車改變了傳統(tǒng)軌道車輛靠輪軌摩擦力推進的方式，采用磁力懸浮車體，直線電機驅(qū)動技術(shù)，使列車在軌道上浮起滑行，在交通技術(shù)發(fā)展上是一個重大突破，被譽為21世紀一種理想的交通工具。磁浮列車與現(xiàn)有的常規(guī)列車相比，其突出的優(yōu)點主要表現(xiàn)為：
 
 
 
 
1、速度快，時速可達500km以上；
 
2、安全，無翻車或脫軌的危險；
 
3、無污染，乘坐舒適，無輪軌接觸的噪音和振動；
 
4、占地小，可高架且對軌道承重要求低，因而占地較少；
 
5、對復雜地形的適應性較強，爬坡能力強，轉(zhuǎn)彎半徑??；
 
6、造價不高，整體結(jié)構(gòu)易維修，節(jié)能。
 
 
 
 
磁浮列車按其不同型式直線電機與磁浮技術(shù)可分為兩類：
 
1、常導吸浮型
 
 用一般導體線圈，以異性磁極相吸的原理，一般由同步或異步直線電動機驅(qū)動的，這樣一種磁浮列車，常稱為常導吸浮型磁浮列車，以德國為主要代表。時速可根據(jù)需要設計為100km/h或500km/h。磁浮高度一般在10mm。
 
2、超導斥浮型
 
 用低溫超導線圈，以同性磁極相斥原理，一般由同步直線電動機驅(qū)動的磁浮列車，常稱為超導斥浮型磁浮列車。以日本為主要代表。時速一般高速為多，即500km/h以上。磁浮高度可達100mm以上。
 
 磁浮列車的研制方向，可分為低速、中速和高速三種方式，見表1。開發(fā)低速磁浮的原因，一是傳統(tǒng)地鐵系統(tǒng)的造價急劇上升；二是電力電子技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展。這兩個原因使其與傳統(tǒng)地鐵具有了競爭力。
 
 磁浮列車的優(yōu)越性引起世界許多發(fā)達國家的重視，已投入這一研究和試驗的有德國、日本、美國、俄羅斯、法國、英國、加拿大、韓國及瑞士、瑞典等，有的國家投資巨大。德國和日本是世界上磁浮列車研究與開發(fā)最強的國家，它們在國內(nèi)建造了多條試驗線，我國上海浦東線主要引進了德國的技術(shù)。
 
 我國從80年代始，在國家投入少量經(jīng)費資助的情況下，少數(shù)高校、科研單位開展了常導磁浮列車的基礎性研究實驗工作，西南交大研制的4噸試驗車和國防科大研制的6噸試驗車先后實現(xiàn)了成功運行。1994年9月中科院在北京香山召開了磁浮列車專題會議，提出了要大力開展我國磁浮列車技術(shù)的研究與開發(fā)。國家科委對這方面的軟課題給予了支持，并列入了“九五”和“十五”重大科技計劃中。此外，我國與日本、德國、俄羅斯等國在磁浮列車的技術(shù)
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