⑴ 磁懸浮風力發電機的發明人趙克哪裡人
磁懸浮風力發機做得比較好的是深圳林文奇發明的磁懸浮風力發電機,目前比較成熟,有大規模的應用,政府市政工程路燈這一塊林文奇做了很多,河南趙克沒聽說過,不知何方神聖
⑵ 磁懸浮的原理
編輯本段空間電磁懸浮技術簡介
隨著航天事業的發展,模擬微重力環境下的空間懸浮技術已成為進行相關高科技研究的重要手段。目前的懸浮技術主要包括電磁懸浮、光懸浮、聲懸浮、氣流懸浮、靜電懸浮、粒子束懸浮等,其中電磁懸浮技術比較成熟。
電磁懸浮技術(electromagnetic levitation )簡稱EML技術。它的主要原理是利用高頻電磁場在金屬表面產生的渦流來實現對金屬球的懸浮。
將一個金屬樣品放置在通有高頻電流的線圈上時,高頻電磁場會在金屬材料表面產生一高頻渦流,這一高頻渦流與外磁場相互作用,使金屬樣品受到一個洛淪茲力的作用。在合適的空間配製下,可使洛淪茲力的方向與重力方向相反,通過改變高頻源的功率使電磁力與重力相等,即可實現電磁懸浮。一般通過線圈的交變電流頻率為104—105Hz。
同時,金屬上的渦流所產生的焦耳熱可以使金屬熔化,從而達到無容器熔煉金屬的目的。目前,在空間材料的研究領域, EML技術在微重力、無容器環境下晶體生長、固化、成核及深過冷問題的研究中發揮了重要的作用。
目前世界上有三種類型的磁懸浮。一是以德國為代表的常導電式磁懸浮,二是以日本為代表的超導電動磁懸浮,這兩種磁懸浮都需要用電力來產生磁懸浮動力。而第三種,就是我國的永磁懸浮,它利用特殊的永磁材料,不需要任何其他動力支持。
⑶ 直線電機的滑台板是通過磁懸浮鏈接嗎
直線電動機是一種將電能直接轉換成直線運動機械能的電力傳動裝置。它可以省去大量中間傳動機構,加快系統反映速度,提高系統精確度,所以得到廣泛的應用。直線電動機的種類按結構形式可分為;單邊扁平型、雙邊扁平型、圓盤型、圓筒型(或稱為管型)等;按工作原理可分為:直流、非同步、同步和步進等。下面僅對結構簡單,使用方便,運行可靠的直線非同步電動機做簡要介紹。
直線非同步電動機的結構主要包括定子、動子和直線運動的支撐輪三部分。為了保證在行程范圍內定子和動子之間具有良好的電磁場耦合,定子和動子的鐵心長度不等。定子可製成短定子和長定子兩種形式。由於長定子結構成本高、運行費用高,所以很少採用。直線電動機與旋轉磁場一樣,定子鐵心也是由硅鋼片疊成,表面開有齒槽;槽中嵌有三相、兩相或單相繞組;單相直線非同步電動機可製成罩極式,也可通過電容移相。直線非同步電動機的動子有三種形式:
(1)磁性動子 動子是由導磁材料製成(鋼板),既起磁路作用,又作為籠型動子起導電作用。
(2)非磁性動子 ,動子是由非磁性材料(銅)製成,主要起導電作用,這種形式電動機的氣隙較大,勵磁電流及損耗大。
(3)動子導磁材料表面覆蓋一層導電材料,導磁材料只作為磁路導磁作用;覆蓋導電材料作籠型繞組。
因磁性動子的直線非同步電動機結構簡單,動子不僅作為導磁、導電體,甚至可以作為結構部件,其應用前景廣闊。
直線非同步電動機的工作原理和旋轉式非同步電動機一樣,定子繞組與交流電源相連接,通以多相交流電流後,則在氣隙中產生一個平穩的行波磁場(當旋轉磁場半徑很大時,就成了直線運動的行波磁場)。該磁場沿氣隙作直線運動,同時,在動子導體中感應出電動勢,並產生電流,這個電流與行波磁場相互作用產生非同步推動力,使動子沿行波方向作直線運動。若把直線非同步電動機定子繞組中電源相序改變一下,則行波磁場移動方向也會反過來,根據這一原理,可使直線非同步電動機作往復直線運動。
直線非同步電動機主要用於功率較大場合的直線運動機構,如門自動開閉裝置,起吊、傳遞和升降的機械設備,驅動車輛,尤其是用於高速和超速運輸等。由於牽引力或推動力可直接產生,不需要中間連動部分,沒有摩擦,無雜訊,無轉子發熱,不受離心力影響等問題。因此,其應用將越來越廣。直線同步電動機由於性能優越,應用場合與直線非同步電動機相同,有取代趨勢。直線步進電動機應用於數控繪圖儀、記錄儀、數控制圖機、數控裁剪機、磁碟存儲器、精密定位機構等設備中。
⑷ 磁懸浮避震器的原理介紹
當我們以一固定的速度壓縮或拉伸避震器其所產生的阻力就稱為阻尼。這阻力來自於避震器作動時,活塞會把阻尼油加壓使其通過小孔徑的閥門,如果改變閥門的孔徑就可以改變阻尼的大小。在日本自動車規格(JASO C602)規定以作動速度0.3m/s時的阻力大小來代表避震器的性能,我們稱為阻尼系數,單位為Kgf,所謂較硬的避震器就是作動時可產生比較大的阻力。當我們讓避震器以非常慢的速度壓縮或拉伸時,它的阻力只有來自機構內部的摩擦力,阻尼油幾乎不產生阻力。但是當作動速度增加時,阻力的增加會和避震器作動速度變化率的平方成正比,也就是說作動速度增為2倍時阻力卻會增為4倍。
避震器的阻力可分為壓縮和回彈兩部份,壓縮阻力和彈簧的硬度有加成效果,作動時可增加彈簧的強度,而回彈阻力則是發生在彈簧受路面沖擊壓縮後的反彈行程,這也是避震器存在的最大理由,它是用來抵擋彈簧壓縮後再將輪胎壓回地面的力量,減緩反彈的沖擊並保持車輛的平穩。一般道路用的避震器,吸震行程的阻力通常遠小於回彈行程,因為吸震行程的阻力太大時會影響行路舒適性,對道路用車來說沖擊時和反彈時的阻尼力量比值大約是1:3,但對賽車來說則為1:2~1:1.5,較高的比值會降低舒適性,但卻可改善行經不規則路的循跡性。
⑸ 磁懸浮列車工作原理
1、導向方式
磁懸浮列車利用電磁力的作用進行導向。現按常導磁吸式和超導磁斥式兩種情況簡述如下。
常導磁吸式的導向系統與懸浮系統類似,是在車輛側面安裝一組專門用於導向的電磁鐵。車體與導向軌側面之間保持一定間隙。
當車輛左右偏移時,車上的導向電磁鐵與導向軌的側面相互作用,使車輛恢復到正常位置。控制系統通過對導向磁鐵中的電流進行控制來保持這一側向間隙,從而達到控制列車運行方向的目的。
超導磁斥式的導向系統可以採用以下 3 種方式構成:
(1)在車輛上安裝機械導向裝置實現列車導向。這種裝置通常採用車輛上的側向導向輔助輪, 使之與導向軌側面相互作用(滾動摩擦)以產生復原力,這個力與列車沿曲線運行時產生的側向力相平衡,從而使列車沿著導向軌中心線運行。
(2)在車輛上安裝專用的導向超導磁鐵,使之與導向軌側向的地面線圈和金屬帶產生磁斥力,該力與列車的側向作用力相平衡,使列車保持正確的運行方向。這種導向方式避免了機械摩擦,只要控制側向地面導向線圈中的電流,就可以使列車保持一定的側向間隙。
(3)利用磁力進行導引的「零磁通量」導向系鋪設「8」 字形的封閉線圈。當列車上設置的超導磁體位於該線圈的對稱中心線上時,線圈內的磁場為零;而當列車產生側向位移時,「8」字形的線圈內磁場為零,並產生一個反作用力以平衡列車的側向力,使列車回到線路中心線的位置。
2、推進方式
磁懸浮列車推進系統最關鍵的技術是把旋轉電機展開成直線電機。它的基本構成和作用原理與普通旋轉電機類似,展開以後,其傳動方式也就由旋轉運動變為直線運動。
常導磁吸式磁懸浮採用短定子非同步直線電機。在車上安裝三相電樞繞組,軌道上安裝感應軌。採用車上供電方式。這種方式結構比較簡單,容易維護,造價低,適用於中低速城市運輸及近郊運輸以及作為短程旅遊線系統;主要缺點是功率偏低,不利於高速運行。
其中TR 型快速動車和上海引進 的 Transrapid 06 號磁懸浮列車,以及日本的 HSST型磁懸浮列車都採用這種形式。超導磁斥式磁懸浮採用長定子同步直線電機。其超導電磁體安裝在車輛上,在軌道沿線設置無源閉合線圈或非磁性金屬板。
作為磁浮裝置的超導電磁線圈的採用,為直線同步電機的激磁線圈處 於超導狀態提供了方便條件。它們可以共存於同一 個冷卻系統,或者同一線圈同時起到懸浮、導向和推進的作用。
高速長定子同步直線電機牽引系統的構成相對復雜。地面牽引系統,供電一個區間(長約30km)區間又分成許多段(約300-1000 m),每段只有列車通過時供電,各段切換由觸點真空開關完成。
為使列車在段間不沖動,需兩組逆變器輪 流供電,其特點為大功率、高壓、大電流。動力在地面的優勢有路軌電機的功率強以及車輛的設計簡化、重量輕。適用於高速和超高速磁懸浮鐵路。日本和加拿大決定發展這種磁懸浮系統。
4、列車動能
「常導型」磁懸浮列車及軌道和電動機的工作原理完全相同。
只是把電動機的「轉子」布置在列車上,將電動機的「定子」鋪設在軌道上。通過「轉子」,「定子」間的相互作用,將電能轉化為前進的動能。
我們知道,電動機的「定子」通電時,通過電流對磁場的作用就可以推動「轉子」轉動。不過耗電量巨大,就像一個個電動機鋪滿軌道,當向軌道這個「定子」輸電時,通過電流對磁場的作用,列車就像電動機的「轉子」一樣被推動著做直線運動。
(5)磁懸浮傳動裝置擴展閱讀:
磁懸浮技術優缺點
1、優點
磁懸浮列車有許多優點:列車在鐵軌上方懸浮運行,鐵軌與車輛不接觸,不但運行速度非常快,可以超過500 千米/小時,;無噪音,不排出有害的廢氣,有利於環境保護。由於無需車輪,不存在輪軌摩擦而產生的輪對磨損,減少了維護工作量和經營成本。
它是21 世紀理想的超級特別快車,世界各國都十分重視發展磁懸浮列車。至2012年,中國和日本、德國、英國、美國等國都在積極研究這種車。日本的超導磁懸浮列車已經過在軌試驗,即將進入實用階段,運行時速可達300千米以上。
磁懸浮列車運行時與軌道保持一定的間隙(一般為1—10cm),因此運行安全、平穩舒適、無雜訊,可以實現全自動化運行。
磁懸浮列車的使用壽命可達35年,而普通輪軌列車只有20—25年。磁懸浮列車路軌的壽命是80年,普通路軌只有60年。目前的最高時速是日本L0型磁懸浮列車在2015年達到的603公里/小時。
據德國科學家預測,到20年,磁懸浮列車採用新技術後,時速將達1000公里。而當前中國的輪軌列車運營速度最高時速為496公里 (法國 TGV 電氣火車最高時速在2007年的測試中達到過574.8公里/小時)。
2、缺點
據稱,在陸地上的交通工具沒有輪子是很危險的。要克服很大的慣性,只有通過輪子與軌道的制動力來克服。磁懸浮列車沒有輪子,如果突然停電,靠滑動摩擦是很危險的。
而對於磁懸浮,當遭遇突然停電,採取的是機械臂鎖死軌道強制停車,這正是磁懸浮相對於輪軌滑動摩擦制動方式而言會更加危險,會導致車毀人亡的悲劇,國外無一例建造正是此特點。
此外,磁懸浮列車又是高架的,發生事故時在5米高處救援很困難,沒有輪子,拖出事故現場困難;若區間停電,其他車輛、吊機也很難靠近。但是相比較於其他輪軌鐵路,不論高鐵、地鐵,還是輕軌,也同樣是高架的。
2006年,德國磁懸浮控制列車在試運行途中與一輛維修車相撞,報道稱車上共29人,當場死亡23人,實際死亡25人,4人重傷。這說明磁懸浮列車突然情況下的制動能力不可靠,不如輪軌列車。說明磁懸浮列車突然情況下的制動能力遠遠比不上輪軌列車,且安全性沒有輪軌火車高(輪軌安全性高數十倍)。
⑹ 磁懸浮車要順利『懸浮』,技術上還需要解決什麼問題
磁懸浮列車利用「同性相斥,異性相吸」的原理,讓磁鐵具有抗拒地心引力的能力,使車體完全脫離軌道,懸浮在距離軌道約1厘米處,騰空行駛,創造了近乎「零高度」空間飛行的奇跡。
世界第一條磁懸浮列車示範運營線——上海磁懸浮列車,建成後,從浦東龍陽路站到浦東國際機場,三十多公里只需6~7分鍾。
上海磁懸浮列車是「常導磁吸型」(簡稱「常導型」)磁懸浮列車。是利用「異性相吸」原理設計,是一種吸力懸浮系統,利用安裝在列車兩側轉向架上的懸浮電磁鐵,和鋪設在軌道上的磁鐵,在磁場作用下產生的吸力是車輛浮起來。
列車底部及兩側轉向架的頂部安裝電磁鐵,在「工」字軌的上方和上臂部分的下方分別設反作用板和感應鋼板,控制電磁鐵的電流使電磁鐵和軌道間保持1厘米的間隙,讓轉向架和列車間的吸引力與列車重力相互平衡,利用磁鐵吸引力將列車浮起1厘米左右,使列車懸浮在軌道上運行。這必須精確控制電磁鐵的電流。
懸浮列車的驅動和同步直線電動機原理一模一樣。通俗說,在位於軌道兩側的線圈裡流動的交流電,能將線圈變成電磁體,由於它於列車上的電磁體的相互作用,使列車開動。
列車頭部的電磁體N極被安裝在靠前一點的軌道上的電磁體S極所吸引,同時又被安裝在軌道上稍後一點的電磁體N極所排斥。列車前進時,線圈裡流動的電流方向就反過來,即原來的S極變成N極,N極變成S極。循環交替,列車就向前賓士。
穩定性由導向系統來控制。「常導型磁吸式」導向系統,是在列車側面安裝一組專門用於導向的電磁鐵。列車發生左右偏移時,列車上的導向電磁鐵與導向軌的側面相互作用,產生排斥力,使車輛恢復正常位置。列車如運行在曲線或坡道上時,控制系統通過對導向磁鐵中的電流進行控制,達到控制運行目的。
「常導型」磁懸浮列車的構想由德國工程師赫爾曼 肯佩爾於1922年提出。
「常導型」磁懸浮列車及軌道和電動機的工作原理完全相同。只是把電動機的「轉子」布置在列車上,將電動機的「定子」鋪設在軌道上。通過「轉子」,「定子」間的相互作用,將電能轉化為前進的動能。我們知道,電動機的「定子」通電時,通過電磁感應就可以推動「轉子」轉動。當向軌道這個「定子」輸電時,通過電磁感應作用,列車就像電動機的「轉子」一樣被推動著做直線運動。
上海磁懸浮列車時速430公里,一個供電區內只能允許一輛列車運行,軌道兩側25米處有隔離網,上下兩側也有防護設備。轉彎處半徑達8000米,肉眼觀察幾乎是一條直線;最小的半徑也達1300米。乘客不會有不適感。軌道全線兩邊50米范圍內裝有目前國際上最先進的隔離裝置。上海線路將最終延伸到杭州。並且直接為世博會服務。
⑺ 你好,請問下新手應該怎麼學慣用workbench對磁懸浮軸承磁懸浮力進行有限元分析
磁懸浮軸承是靠磁場力支承載荷或懸浮轉子的一種支承形式。近年來,這種軸承發展很快,特別在高速、低摩阻、高(低)溫及真空環境下的應用。磁懸浮軸承與其他支承形式相比有其獨特的優越性,非常有發展前景。
磁懸浮軸承如何工作?
電磁鐵布置成徑向軸承和軸向軸承的形式,並提供磁拉力以抬起旋轉機器的轉軸。電磁鐵中的電流由一個精確的數字式控制櫃調節,提供磁力隨時應對外部負載的變化以保持轉軸良好居中。這樣,轉軸被無接觸抬起,而且軸承的剛度和阻尼均可由一個數字式控制櫃來調節。這些特點增強了高速旋轉機器的性能,使設備具有高可靠性、低能耗的顯著特點。
磁懸浮軸承的類型
磁懸浮軸承根據其控制方式、磁能來源、結構形式等分類。此外,還可以按磁場類型劃分為永久磁鐵型、電磁鐵型和永久磁鐵—電磁鐵混合型。也可按軸承懸浮力類型劃分為吸力型和斥力型。超導磁力軸承還分為低溫超導和高溫超導兩種。
以上各種分類中不同類型之間還存在一些特殊限制,應特別注意:
①永磁型軸承只能是無源型(被動型),而無源型軸承不可能在3個方向上都穩定,至少有1個方向應採用有源型。
②直流激勵型軸承只能是有源型(主動型)。
③純電磁鐵型軸承只能是5自由度控制型軸承,其體積、質量和功耗都比較大。
④斥力型磁力軸承,由於磁力利用率低,結構較吸力型復雜,一般很少採用。
磁懸浮軸承的特點
(1)無接觸、無磨損、無潤滑:磁懸浮軸承工作時,處於懸浮狀態,相對運動表面之間無接觸,不產生機械摩擦和接觸疲勞,解決了機組部件損耗和更換問題。同時省掉了潤滑系統等一系列裝置,即節省了空間又不存在前述裝置對環境的污染問題。
(2)低振動、低雜訊、低功耗:磁懸浮軸承轉子避免了傳統軸承在運行時的接觸碰撞引起的大幅振動以及高分貝雜訊,提高了穩定性,降低了維護費用,延長了其使用壽命,同時懸浮磁懸浮軸承的低功耗,僅是傳統機械軸承功耗的6%~25 %。在轉速為10 000 r/min時,其功耗只有機械軸承的15%左右。
(3)高轉速、高精度、高可靠性:允許轉子高速旋轉,其轉速主要受材料強度的限制,可以在超臨界,每分鍾數十萬轉的工況下工作,而且轉子的回轉精度已經達到微米級甚至更高,這是普通機械軸承遠遠達不到的轉速和精度,而且電子元器件的可靠性在很大程度上高於傳統的機械零部件。
(4)可控性、可在線工況監測、可測試診斷:我們可以對磁懸浮軸承的靜態和動態性能進行在線控制。事實上,其本身系統就實現了集工況監測、故障診斷和在線調節的一體化。
磁懸浮軸承在經濟性分析
技術性分析
隨著科技的不斷進步與發展,磁懸浮軸承性能在不斷地提升,同時受電子元件的集成化也促使其成本逐年降低。雖然國內外經過多年的探索,磁懸浮產品在不少領域成功地應用,但是該項技術領域仍然存在很多難題,如控制系統的優化設計以及材料轉子軸系動力特性問題等。為了更有效地改進控制方法和策略,需要在深人研究控制系統的同時,著重研究轉子系統的動力學特性,從而達到對復雜轉子的理想控制。
目前空調風機多採用機械軸承,風機主軸與軸承之間會產生機械摩擦,而電機必需克服這部分摩擦才能驅動風葉旋轉,同時造成電機發熱,產生較大幅度的振動,使得風機壽命降低。要想實現風機長時間的運行,還需軸承潤滑系統和冷卻系統的改進。如果採用磁懸浮軸承,定、轉子之間沒有機械摩擦,磁懸浮軸承運轉阻力為零,不會發熱,從而省去了冷卻系統和潤滑系統,減少了體積重量,提高了可靠性和壽命,懸浮運轉大大減少了機械雜訊同時也大大減少了機械振動,振動幅度遠遠小於普通風機,提高了整個空調的穩定性。
從目前國內的磁懸浮軸承技術水平來看,雖然已經具備了應用在常溫設備上的條件,但是仍然存在兩方面的間題:一方面由於較難實現磁懸浮軸承轉子的高精度控制,因而造成系統可靠性差以及故障率高;另一方面,欠缺標准化的產品工藝。
經濟性分析
上述磁懸浮軸承的各種優點的實現是建立在一套復雜的電子控制系統上。因為構成系統重要組成部分的感測器費用比較高,再加上控制系統的設計費用,整體成本是普通機械軸承的數十倍以上,所以這在很大程度上限制了它在工業上的應用和推廣。
從長遠看,傳統風機和泵類設備能耗高,其在整個能耗中占很大比重,長時間的工作運行,電力成本昂貴,尤其是中後期的維護和損耗特別明顯,導致整個系統的能耗以及開支增加。採用磁懸浮軸承還可以節省一些裝置的配置費用,如:潤滑系統、齒輪傳動裝置、冷卻系統等。如果折算成磁懸浮軸承的費用,數目相當可觀。
近年來,綠色節能是低碳經濟發展的主旋律,也是全球機電行業未來發展的方向。中國政府確定了建設資源節約型、環境友好型社會的奮斗目標,全面推進綠色低碳經濟的發展。從2012年起,財政部、發改委、工信部決定將消費品領域的高效節能台式計算機和高效節能單元式空調以及工業品領域的風機、水泵、壓縮機、變壓器燈6大類產品列人新一輪節能補貼覆蓋范圍內,納人國家財政補貼范圍。這將會率先拉開對節能空調的推廣普及的大幕。
國外已經開始將磁懸浮軸承技術應用於空調,如在美國磁懸浮中央空調的市場份額已經達到10%,然而在中國,同類產品的市場份額卻尚不足1%,因此具有很大的利潤空間。如前所述,雖然磁懸浮軸承的經濟效益和前景很好,但是由於其控制系統的價格偏高,因此如何降低其成本就成為了當前技術領域所研究的熱點之一。
⑻ 關於磁懸浮列車的問題
上海磁浮列車示範線採用的是德國技術,列車運行時,與軌道完全不接觸.它沒有輪子和傳動機構,列車的懸浮,導從驅動和制動都是利用電磁力來實現的.懸浮電磁鐵將車輛往上吸住線路;導向電磁鐵保證列車沿線路兩側的定位.電磁控制系統保證磁浮列車與軌道間約10mm的間隙,列車通過長定子同步直線電機來驅動和制動,直線電機的原理可以從旋轉電機引申出來,即將旋轉電機定子剖開再展直,安裝在線路兩側的下面,直線電機定子線圈中的電流產生一個運動磁場.在這個運動磁場的作用下,磁浮列車往前運運行.
在實際運營中,轉彎,路障成了關乎安全的重大問題.整條上海磁浮線路需要轉彎的地方有三處,其中設計的最大轉彎曲線半徑達到8000米,用肉眼看幾乎是一條直線,因此在轉彎中乘客沒有絲毫的不適,最小半徑也達到1300米,即使是高速行駛中的轉彎,乘客也同樣感覺平穩舒適.在磁浮軌道全線兩邊50米范圍內,還裝有目前國際上最先進的隔離裝置,人為在軌道上製造障礙幾無可能.同時,為了防止磁懸浮列車高速運行時對行駛在高架道路上的機動車產生影響,將在高架道路的內側欄桿處安裝防眩板.
由於磁浮列車在行駛中是處於不接觸軌道的懸浮狀態,列車在起動和停止行駛的一剎那,乘客會感覺到車身有些許提升與下降.不過,乘客大可不必為此擔心,因為精心製造的磁浮線路軌道梁確保了列車下落時的安全"軟著陸".軌道梁既是承載列車的承重結構,又是浮起列車運行的導向結構,製造精度極高,梁體的最終測試與調整均是在恆溫車間進行的,正因此,它能確保列車在浮,落狀態下乘客的安全.
⑼ 磁懸浮列車的工作原理
磁懸浮列車由於懸浮起一定的高度,使車輪與導軌脫離,故不能依靠它們之間的摩擦力產生牽引力使車輛前進,而是採用一種叫做直線電機的推進裝置作為列車的牽引動力。
直線電機是從旋轉電機演變而來的。它的基本構成和作用原理與普通旋轉電機類似,就如同將旋轉電機沿半徑方向切開展平而成。於是,其傳動方式也就由旋轉運動變為直線運動。
由於技術、安全和經濟等方面的原因,特別是輪軌間粘著條件的限制,近代高速輪軌接觸式傳動系統,已經達到了最大的限制速度。20世紀初,許多發達國家均在探索取代傳統的接觸傳動的新途徑,紛紛開展了對直線電機的研究。直線電機最主要的優點是:結構簡單,推進力大,運行可靠,靈活性大,適應性強,不受離心力限制以及無噪音、無振動等。
在磁懸浮列車上採用直線電機,按「定子」和「轉子」的設置位置分為兩種基本形式:
1、長轉子、短定子式。這種電機的「定子」安裝在車輛的底部,「轉子」線圈安裝在軌道上;
2、長定子、短轉子式。此種方式是將電機的「轉子」線圈安裝在車輛上,「定子」線圈安裝在軌道上。
直線電機的推進原理是:當「定子」線圈接通電流後,產生磁場,沿軌道方向平行移動,「轉子」線圈切割磁場產生的電流(或給「轉子」線圈通電流),「轉子」線圈在「定子」磁場中受電磁力作用,使「定子」和「轉子」間產生相對直線運動,推動列車前進。推進力的大小取決於「定子」磁場的強度、「轉子」線圈的電流以及線圈的長度。_
直線電機既然是從旋轉電機演變而來,自然也有著直線同步電機和直線非同步電機之分。在磁懸浮鐵路上,直線電機的固定部分只能設置在地面上,運動部分放置在車輛上。其運動部分是「轉子」還是「定子」,要根據不同形式的直線電機而定。在實際應用中,直線電機的「定子」和「轉子」不可能完全相等,因為在相等的情況下,在列車行進過程中,其相互的電磁耦合部分會越來越小,影響正常運行。必須將「定子」和「轉子」作成長短不等,使長的那一級盡可能地長,才能保證在所需行程范圍內,得到盡可能滿意的電磁耦合狀態,從而獲得最大的推進力。
一些研究磁懸浮列車起步較早、進站較快的國家,對這兩種形式的直線電機都進行了研究,根據不同的磁懸浮方式,採用不同的直線電機,投入實用階段
常導磁吸式磁懸浮鐵路,一般均採用直線非同步電機。在磁懸浮列車上安裝三相電樞繞組,在軌道上安置垂直的鋁制感應軌。這種方式結構比較簡單,容易維護,造價低,投入實用時間短,適用於中低速運輸系統;主要缺點是功率偏低,不利於高速運行。
隨著超導技術的發展,直線同步電機被提高到了應用日程。在超導磁斥式磁懸浮鐵路上多採用直線同步電機。處於超導狀態下的導體一旦有電流通過,理論上即可保持永久通電狀態,無須再繼續供電。其超導電磁體安裝在車輛上,在軌道沿線設置無源閉路線圈或非磁性金屬板。當磁懸浮列車上的超導電磁體通過地面閉路線圈或非磁性金屬板時,由於電磁感應而出現的兩者之間的排斥力使車體浮起。同時作為磁浮裝置的超導電磁線圈的採用,為直線同步電機的激磁線圈處於超導狀態提供了方便條件。它們可以共存於同一個冷卻系統中,或者同一線圈同時起到懸浮、導向和推進的作用。
直線同步電機與非同步電機相比,電動機的功率因數提高了。又由於許多設備移到地面上,線路上的設備和造價增加了,但車輛設計可大大簡化,故在超導磁懸浮鐵路上均採用直線同步電機。