永磁直線同步電動機垂直運輸系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
汪旭東1，袁世鷹1，焦留成1，王福忠1，王兆安2
(1．焦作工學院，河南 焦作454000；2．西安交通大學，陜西 西安 710049)
摘要：介紹了永磁直線同步電動機垂直運輸系統(tǒng)的原理及其在國內外的****研究現(xiàn)狀，指出今后應著重研究的內容和應用發(fā)展前景。
關鍵詞：永磁直線同步電動機；垂直運輸系統(tǒng)；永磁
中圖分類號：tm 359,4 文獻標識碼：a 文章編號：1001-6848(2000)05-0035-04
1 永磁直線同步電動機垂直運輸系統(tǒng)國內外研究現(xiàn)狀
直線電機是一種作直線運動的電機。近10多年來發(fā)展很快，已遍及到國民經濟的多個領域，在許多需用直線運動的場合均由直線電機來完成。它是一種很有發(fā)展前途的新型電機。
直線電機的發(fā)展也經歷了漫長的歷史，早在19世紀中葉，wheatstone就提出了原始的直線電機。當時存在的傳統(tǒng)概念是，大氣隙的電機不可能有很高的效率，沒有高效率的電機就不予重枧，把效率看作至高無上的準則。所以，在以后的100多年中盡管人們提出了各種各樣的用途，但沒有得到應有的發(fā)展，工業(yè)應用也很有限，當然這也與當時的材料和技術上一些問題有關。到20世紀70年代，直線電機在世界范圍內得到迅速發(fā)展，其用途越來越廣，品種越來越多。特別是1974年日本首次試驗的由直線同步電動機推進的超導懸浮列車，使得人們對直線電機有了重新認識：大氣隙也可以有高效率。其研究和應用開始得到較快發(fā)展，由直線電機推進的懸浮列車現(xiàn)已在日本、德國成功地投入了實際運營。從70～80年代已有不少直
線同步電動機方面的研究論文發(fā)表，主要是針對高速懸浮超導或常導勵磁的直線同步電動機；由于那時的永磁材料的發(fā)展相對滯后，且價格昂貴，因此，人們對永磁直線同步電動機方面的研究和應用還很有限，已發(fā)表的論文也很少，
80年代中期，隨著稀土永磁材料(ndfeb)的問世，其優(yōu)異的性能價格比使其在直線同步電動機中的應用得到較大的發(fā)展。特別是90年代初，國外首次提出了“直線同步電機驅動的垂直運輸系統(tǒng)”的構想，并開始理論和試驗研究，它主要包括高層建筑電梯和礦井提升系統(tǒng)兩個方面的應用。這是一個令人鼓舞的研究方向，這一全新構思的提出，雖然基本思想是使水平運行的機車“豎立”起來運行，但面臨重大的理論和技術問題的挑戰(zhàn)，這種“挑戰(zhàn)”使得該課題成為直線電機研究領域的前沿課題。如果理論上和技術上的許多問題得到解決，那么傳統(tǒng)的提升模式將會發(fā)生重大的變革，其理論價值和社會效益是不可估量的。永磁直線同步電機是新型無繩提升系統(tǒng)的核心，它不僅具有永磁電機的高效、節(jié)能的特點，且兼有直線電機作直線運動和結構簡單、控制方便、無污染、低噪聲等顯著優(yōu)點。從現(xiàn)有情況看，在這一系統(tǒng)中采用永磁直線同步電動機作主要動力源可
能是********的方案。
目前，世界上只有日、俄等少數(shù)發(fā)達國家進行該方面研究。日本的研究重點放在高層建筑電梯方面，從1 990年在北京召開的直線電機學術研討會上，****直線電機研究專家山田一教授展示的永磁直線同步電動機驅動電梯的試驗模型錄像看，日本的試驗模型基本上是原理性的，不能模擬實際情況，發(fā)表的數(shù)10篇性能研究論文，都是基于這種類型試驗的試驗性結論，缺乏嚴格的理論依據(jù)，也很難代表真實的垂直提升系統(tǒng)的特征，俄羅斯的研究重點是直線電機驅動的礦井提升系統(tǒng)[1]，但似乎把它作為一種專利產品在研究，公開發(fā)表的研究論文幾乎沒有見到，專利檢索也僅發(fā)現(xiàn)有幾個機械部件申請了專利。
國內也已注意到這種研究動向，1 995年焦作工學院正式立題研究，并得到國家自然科學基金、河南省科學基金等資助。它也是國內****開展此項專題的研究單位。到1998年底，已建成了永磁直線同步電動機礦井提升系統(tǒng)試驗模型（它在3m高的提升罐道上布置了10臺雙邊型永磁直線同步電動機，載荷sokg，采用分段式布置和供電；其動子采用ndfeb永磁體），其實際運行所表現(xiàn)出的優(yōu)良特性，充分展示了這一系統(tǒng)的新穎和獨特。1998年在焦作工學院召開的全國直線電機專業(yè)委員會學木年會期間，與會的來自全國的30多位知名直線電機專家一致認為該項研究在國內屬于開創(chuàng)性的工作，研究成果奠定了我國在這個領域的研究基礎，處于國際先進水平。來自日本、法國、英國的專 |
