隨之工業(yè)的飛速發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)和人民生活中越來越離不開電氣設(shè)備。直線感應(yīng)電機作為電氣設(shè)備的重要組成部分，廣泛應(yīng)用于機床、汽車、礦上、醫(yī)療等多個關(guān)系國計民生的領(lǐng)域。本文在研究直線感應(yīng)電機原理和數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上，設(shè)計了雙直線感應(yīng)電機試驗系統(tǒng)。

　　【摘要】 本文在分析直線感應(yīng)電機原理的基礎(chǔ)上，設(shè)計能量互饋式雙直線感應(yīng)電機試驗系統(tǒng)，對雙電機進行合理控制，使其中一臺電機工作在電動狀態(tài)，另一臺工作在發(fā)電狀態(tài)，系統(tǒng)用于模擬電動機負載特性，并能將電動機運動產(chǎn)生的機械能轉(zhuǎn)變成電能，回饋到電網(wǎng)。

　　【關(guān)鍵詞】 工業(yè)設(shè)計論文發(fā)表,雙電機,試驗系統(tǒng),能量,流動

　　一、直線電機

　　直線電機按工作原理分，一般較常使用的種類包括直線直流電機、直線感應(yīng)電機、直線同步電機以及直線步進電機。其中直線感應(yīng)電機是由普通旋轉(zhuǎn)感應(yīng)電機演變而來的。把鼠籠式感應(yīng)電機沿徑向刨開并將它，則是由普通旋轉(zhuǎn)感應(yīng)電機直接演變而來的。定子演變而來的一邊稱為初級，轉(zhuǎn)子演變而來的一邊稱為次級。當直線感應(yīng)電機進入到一個新的磁場區(qū)域時，空氣氣隙磁場強度增加拉直;電機離開時，次級磁場會消失。電機進入和離開時次級磁場的變化會在次級區(qū)域里產(chǎn)生渦流，這個渦流會產(chǎn)生一個磁場去削弱本區(qū)域內(nèi)氣隙磁場的變化，這種效應(yīng)稱為動態(tài)邊端效應(yīng)。

　　二、試驗系統(tǒng)

　　為了便于說明互饋系統(tǒng)的具體調(diào)節(jié)過程，這里規(guī)定LIM-1為被試(牽引)電機，初級定子頻率為fs1，輸出電磁推力Fe1;LIM-2為陪試電機，初級定子頻率為Fe2，輸出電磁推力為 Fe2;兩臺直線電機同軸相聯(lián)速度為v，折算后電頻率為fR，能量互饋式雙直線感應(yīng)電機機構(gòu)系統(tǒng)的原理圖如圖1所示。同時規(guī)定與直線電機速度v方向相同的推力為“+”，相反的為“-”。直線電機LIM-1的轉(zhuǎn)差頻率：

　　當 fs11=fs1-fR (1)

　　直線電機LIM2的轉(zhuǎn)差頻率為：

　　fs12=fs2-fR (2)

　　三、系統(tǒng)能量流動

　　雙直線電機試驗系統(tǒng)最主要的特點是能量互饋流動，即在“雙逆變器一電機”的內(nèi)部之間實現(xiàn)互饋，并且還能經(jīng)過四象限變流器反饋到電網(wǎng)。下邊以直線電機 LIM1和LIM2分別工作在電動和發(fā)電工況為例，對試驗系統(tǒng)的能量流動關(guān)系進行說明，如圖2所示。圖2中Ps為電網(wǎng)輸入功率;PR，P11，P12分別為四象限變流器REC、逆變器INV1和逆變器INV2的開關(guān)損耗，Pin1、Pem1和Pout1分別為直線電機1的輸入電功率、電磁功率和輸出機械功率;Pin2、Pem2和Pout2分

　　別為直線電機2的輸出電功率，電磁功率和輸入機械功率;

　　PFe1和PFe2分別為直線電機1和2的鐵芯損耗;Pcul2和Pcul2分別為直線電機I和2的初級定子銅耗;Pcu21和Pcu22分別為直線電機1和2的次級轉(zhuǎn)子銅耗;Pz1 和Pz2分別為直線電機1和2的機械損耗和附加損耗之和。直線電機1的輸入電功率Pin1經(jīng)過一系列損耗后傳遞到聯(lián)接軸端輸出機械功率

　　Pout1，由于兩電機同軸聯(lián)接，因此Pout1=Pout2，實現(xiàn)了能量從直線電機1到直線電機2的傳遞，而Pout2又經(jīng)過一系列損耗后流回到公共直流母線側(cè)，完成了能量回饋。(圖2)

　　四、結(jié)論

　　節(jié)能環(huán)保是經(jīng)濟發(fā)展的方向。本文設(shè)計的能量互饋是雙直線感應(yīng)電機試驗系統(tǒng)，雙直線感應(yīng)電機分別工作在發(fā)電和電動狀態(tài)，可以實現(xiàn)對電機負載特性的測試，同時電動機旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的機械能通過發(fā)電機反饋到電網(wǎng)，實現(xiàn)了能量的循環(huán)利用。

　　參考文獻

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