Geradliniger Motor

Ein geradliniger Motor ist ein elektrischer Motor, der seinen Statoren und "entrollten" Rotor gehabt hat, so dass, anstatt ein Drehmoment (Folge) zu erzeugen, es eine geradlinige Kraft entlang seiner Länge erzeugt. Die allgemeinste Verfahrensweise ist als ein Lorentz-Typ-Auslöser, in dem die angewandte Kraft zum Strom und dem magnetischen Feld linear proportional ist.

Viele Designs sind für geradlinige Motoren vorgebracht worden, in zwei Hauptkategorien, niedrige Beschleunigung und hohe Beschleunigung geradlinige Motoren fallend. Niedrige Beschleunigung geradlinige Motoren ist für Maglev-Züge und andere Boden-basierte Transport-Anwendungen passend. Hohe Beschleunigung sind geradlinige Motoren normalerweise ziemlich kurz, und werden entworfen, um einen Gegenstand zu einer sehr hohen Geschwindigkeit zu beschleunigen, zum Beispiel den railgun zu sehen.

Sie werden gewöhnlich für Studien von Hypergeschwindigkeitskollisionen, als Waffen, oder als Massenfahrer für den Raumfahrzeugantrieb verwendet. Die Motoren der hohen Beschleunigung sind gewöhnlich des AC Designs des geradlinigen Induktionsmotors (LIM) mit einem aktiven dreiphasigen Winden auf einer Seite des Luftloches und eines passiven Leiter-Tellers auf der anderen Seite. Jedoch ist der direkte Strom homopolar geradliniger Motor railgun eine andere hohe Beschleunigung geradliniges Motordesign. Die niedrige Beschleunigung, hohe Geschwindigkeit und hohen Macht-Motoren sind gewöhnlich des Designs des geradlinigen gleichzeitigen Motors (LSM), mit einem aktiven Winden auf einer Seite des Luftloches und einer Reihe von Magneten des abwechselnden Pols auf der anderen Seite. Diese Magnete können dauerhafte Magnete oder gekräftigte Magnete sein. Der Transrapid Schanghaier Motor ist ein LSM.

Typen

Induktionsmotor

In diesem Design wird die Kraft durch ein bewegendes geradliniges magnetisches Feld erzeugt, das Leitern im Feld folgt. Jeder Leiter, es eine Schleife, eine Rolle oder einfach ein Stück von Teller-Metall sein, das in dieses Feld gelegt wird, wird Wirbel-Ströme darin so das Schaffen eines gegenüberliegenden magnetischen Feldes in Übereinstimmung mit dem Gesetz von Lenz veranlassen lassen. Die zwei gegenüberliegenden Felder werden einander zurücktreiben, so Bewegung schaffend, weil das magnetische Feld durch das Metall kehrt.

Gleichzeitiger Motor

In diesem Design wird die Rate der Bewegung des magnetischen Feldes gewöhnlich elektronisch kontrolliert, um die Bewegung des Rotors zu verfolgen. Weil Kosten schließen, dass gleichzeitige geradlinige Motoren selten Umschalter verwenden, so enthält der Rotor häufig dauerhafte Magnete oder weiches Eisen. Beispiele schließen coilguns und die Motoren ein, die auf einigen maglev Systemen, sowie vielen anderen geradlinigen Motoren verwendet sind.

Homopolar

In diesem Design wird ein großer Strom durch einen Metallholzschuh über das Schieben von Kontakten passiert, die von zwei Schienen gefüttert werden. Das magnetische Feld, das das erzeugt, veranlasst das Metall, entlang den Schienen geplant zu werden.

Piezo-elektrisch

Die Piezoelectric Drive wird häufig verwendet, um kleine geradlinige Motoren zu steuern.

Geschichte

Niedrige Beschleunigung

Die Geschichte von geradlinigen elektrischen Motoren kann zurück mindestens verfolgt werden, so weit die 1840er Jahre, zur Arbeit von Charles Wheatstone in der Universität des Königs in London, aber das Modell von Wheatstone war zu ineffizient, um praktisch zu sein. Ein ausführbarer geradliniger Induktionsmotor wird in den amerikanischen offenen 782312 (1905 - Erfinder Alfred Zehden Frankfurts am Main) beschrieben, um Züge oder Heben zu steuern. Der deutsche Ingenieur Hermann Kemper hat ein Arbeitsmodell 1935 gebaut. Gegen Ende der 1940er Jahre hat Professor Eric Laithwaite von Reichsuniversität in London das erste lebensgroße Arbeitsmodell entwickelt. In einer einzelnen seitigen Version zwingt die magnetische Repulsion den Leiter weg vom Statoren, es frei schwebend, und es vorwärts in der Richtung auf das bewegende magnetische Feld tragend. Er hat die späteren Versionen davon magnetischen Fluss genannt.

Wegen dieser Eigenschaften werden geradlinige Motoren häufig im maglev Antrieb, als in der japanischen Linimo magnetischen Levitationszuglinie in der Nähe von Nagoya verwendet. Jedoch sind geradlinige Motoren unabhängig von der magnetischen Levitation, als in den Fortgeschrittenen Nahschnellverkehr-Systemen des Artillerieunteroffiziers weltweit und mehreren modernen japanischen U-Bahnen einschließlich Tokios Toei Oedo Linie verwendet worden.

Ähnliche Technologie wird auch in einigen Berg-Und-Tal-Bahnen mit Modifizierungen verwendet, aber ist noch zurzeit auf Straßenlaufen-Straßenbahnen unpraktisch, obwohl das, in der Theorie, durch das Begräbnis davon in einer Schlitzröhre getan werden konnte.

Außerhalb des öffentlichen Personenverkehrs sind vertikale geradlinige Motoren als das Heben von Mechanismen in tiefen Gruben vorgeschlagen worden, und der Gebrauch von geradlinigen Motoren wächst in Bewegungskontrollanwendungen. Sie werden auch häufig auf Schiebetüren, wie diejenigen von niedrigen Fußboden-Straßenbahnen wie Citadis und die Eurostraßenbahn verwendet. Doppelachse geradlinige Motoren besteht auch. Diese Spezialgeräte sind verwendet worden, um direkte X-Y Bewegung für den Präzisionslaserausschnitt von Stoff und Metallblech, dem automatisierten Zeichnen und Kabelformen zur Verfügung zu stellen. Größtenteils verwendete geradlinige Motoren sind LIM (geradliniger Induktionsmotor), LSM (geradliniger gleichzeitiger Motor). Geradlinige Gleichstrommotoren werden nicht verwendet, weil es mehr Kosten einschließt und geradliniger SRM unter dem schlechten Stoß leidet. So für den langen Lauf in der Traktion wird LIM größtenteils bevorzugt, und für den kurzen Lauf wird LSM größtenteils bevorzugt.

Hohe Beschleunigung

Hohe Beschleunigung geradlinige Motoren ist für mehreren Gebrauch angedeutet worden.

Sie sind für den Gebrauch als Waffen betrachtet worden, da aktuelle panzerbrechende Munition dazu neigt, aus kleinen Runden mit der sehr hohen kinetischen Energie zu bestehen, für die gerade solche Motoren passend sind. Viele Vergnügungspark-Berg-Und-Tal-Bahnen verwenden jetzt geradlinige Induktionsmotoren, um den Zug mit einer hohen Geschwindigkeit, als eine Alternative zum Verwenden eines Lifthügels anzutreiben. Die USA-Marine verwendet auch geradlinige Induktionsmotoren im Elektromagnetischen Flugzeugsstart-System, das traditionelle Dampfkatapulte auf zukünftigen Flugzeugträgern ersetzen wird. Sie sind auch für den Gebrauch im Raumfahrzeugantrieb angedeutet worden. In diesem Zusammenhang werden sie gewöhnlich Massenfahrer genannt. Die einfachste Weise, Massentreiber für den Raumfahrzeugantrieb zu verwenden, würde einen großen Massentreiber bauen sollen, der Ladung bis zur Flucht-Geschwindigkeit beschleunigen kann, obwohl RLV-Start wie StarTram zur niedrigen Erdbahn hilft, ist auch untersucht worden.

Hohe Beschleunigung geradlinige Motoren ist schwierig, aus mehreren Gründen zu entwickeln. Sie verlangen große Beträge der Energie in sehr kurzen Zeitspannen. Ein Raketenwerfer-Design verlangt nach 300 GJ für jeden Start im Raum von weniger als einer Sekunde. Normale elektrische Generatoren werden für diese Art der Last nicht entworfen, aber elektrische Kurzzeitenergielagerungsmethoden können verwendet werden. Kondensatoren sind umfangreich und teuer, aber können große Beträge der Energie schnell liefern. Generatoren von Homopolar können verwendet werden, um die kinetische Energie eines Schwungrades in die elektrische Energie sehr schnell umzuwandeln. Hohe Beschleunigung geradlinige Motoren verlangt auch sehr starke magnetische Felder; tatsächlich sind die magnetischen Felder häufig zu stark, um den Gebrauch von Supraleitern zu erlauben. Jedoch, mit dem sorgfältigen Design, braucht das kein Hauptproblem zu sein.

Zwei verschiedene grundlegende Designs sind für die hohe Beschleunigung geradlinige Motoren erfunden worden: railguns und coilguns.

Beispiel: Maglev

Gebrauch

Geradlinige Motoren sind für Schiebetüren und verschiedene ähnliche Auslöser verwendet worden.

Geradlinige Motoren werden manchmal verwendet, um Drehbewegung zum Beispiel zu schaffen, sie sind an Sternwarten verwendet worden, um sich mit dem großen Radius der Krümmung zu befassen.

Ein geradliniger Motor ist verwendet worden, um Autos für Unfall-Tests zu beschleunigen.

Zugantrieb

Herkömmliche Schienen

Alle Anwendungen sind im Nahschnellverkehr.

  • Artillerieunteroffizier-KUNST:
  • Flughafenschnellzug in Peking (geöffneter 2008)
  • AirTrain JFK in New York (geöffneter 2003)
  • Detroiter Rollbürgersteig in Detroit (geöffneter 1987)
  • Nahschnellverkehr-System von EverLine in Yongin (im Bau)
  • Kelana Jaya Linie in Kuala Lumpur (geöffneter 1998)
  • Scarborough RT in Toronto (UTDC'S (Vorgänger) ICTS Technologie - geöffneter 1985 verwendend)
,
  • SkyTrain in Vancouver (Linie von Ausstellung (ITCS verwendend), hat sich geöffnete 1985- und Millennium-Linie 2002 geöffnet)
  • Pekinger U-Bahn-Hauptstadt-Flughafenspur (geöffneter 2008)
  • Mehrere U-Bahnen in Japan und China, das durch die Schwerindustrie von Kawasaki gebaut ist:
  • Limtrain in Saitama (kurzlebige Demonstrationsspur, 1988)
  • Nagahori Tsurumi-ryokuchi Linie in Osaka (geöffneter 1990)
  • Linie von Toei Ōedo in Tokio (geöffneter 2000)
  • Kaigan Linie in Kobe (geöffneter 2001)
  • Nanakuma Linie in Fukuoka (geöffneter 2005)
  • Imazatosuji Linie in Osaka (geöffneter 2006)
  • Grüne Linie in Yokohama (geöffneter 2008)
  • Tōzai Linie in Sendai (im Bau)
  • Linie 4 der U-Bahn von Guangzhou in Guangzhou, China (geöffneter 2005).
  • Linie 5 der U-Bahn von Guangzhou in Guangzhou, China (öffnen sich im Dezember 2009).
  • Linie 6 der U-Bahn von Guangzhou in Guangzhou, China (im Bau).

Sowohl die Züge von Kawasaki als auch die KUNST des Artillerieunteroffiziers haben den aktiven Teil des Motors in den Autos und verwenden Oberleitungen (japanische U-Bahnen) oder eine dritte Schiene (KUNST), um Macht zum Zug zu übertragen.

Einschienenbahn

  • Es gibt mindestens ein bekanntes Einschienenbahn-System, das nicht magnetisch frei geschwebt wird, aber dennoch geradlinige Motoren verwendet. Das ist die Moskauer Einschienenbahn. Ursprünglich sollten traditionelle Motoren und Räder verwendet werden. Jedoch wurde es während Testläufe entdeckt, dass die vorgeschlagenen Motoren und Räder scheitern würden, entsprechende Traktion unter einigen Bedingungen zum Beispiel zur Verfügung zu stellen, als Eis auf der Schiene erschienen ist. Folglich werden Räder noch verwendet, aber die Züge verwenden geradlinige Motoren, um sich zu beschleunigen und sich zu verlangsamen. Das ist vielleicht der einzige Gebrauch solch einer Kombination wegen des Mangels an solchen Voraussetzungen für andere Zugsysteme.
  • Der TELMAGV ist ein Prototyp eines Einschienenbahn-Systems, das auch nicht magnetisch frei geschwebt wird, aber geradlinige Motoren verwendet.

Magnetische Levitation

  • Hochgeschwindigkeitszüge:
  • Transrapid: zuerst kommerzieller Gebrauch in Schanghai (geöffnet 2004)
  • II-MAGLEV
  • Nahschnellverkehr:
  • Birminghamer Flughafen, das Vereinigte Königreich (geöffneter 1984, hat 1995 geschlossen)
  • M Bahn in Berlin, Deutschland (geöffnet 1989, geschlossen 1991)
  • Daejeon-AUSSTELLUNG, Korea (hat nur 1993 geführt)
  • HSST: Linie von Linimo in Aichi, Japan (geöffneter 2005)

Unterhaltungsfahrten

Es gibt viele Berg-Und-Tal-Bahnen weltweit dass Gebrauch LIM, um die Fahrt-Fahrzeuge zu beschleunigen. Das erste, das Flug der Angst an der König-Insel und Königen Dominion ist. Beide haben sich 1996 geöffnet.

Siehe auch

  • Kalifornien Screamin' - Berg-Und-Tal-Bahn LIM Anwendung
  • Kondensator
  • Compulsator
  • Doppelt gefütterte elektrische Maschine
  • Schwungrad
  • Generator von Homopolar
  • Start-Schleife - Ein vorgeschlagenes System, um Fahrzeuge in den Raum mit einem geradlinigen Motor zu starten, hat Schleife angetrieben
  • Geradliniger Auslöser
  • Außenseiter - Eine Berg-Und-Tal-Bahn LSM Anwendung
  • Pulstransformator
  • SkyTrain (Vancouver), Kanada - Nahschnellverkehr-System
  • StarTram - Konzept für einen geradlinigen Motor auf der äußersten Skala
  • Haltestrick-Kabelkatapult-System
  • Tomorrowland Transitautorität - Langsame Fahrt LIM Anwendung
  • Traumwelt, Australien - LSM kehren freefall Berg-Und-Tal-Bahn um
  • Forschungstestfahrzeug 31 - Ein Fahrzeug des Luftkissenfahrzeug-Typs, das durch eine Spur geführt ist

Links


Liste von Gebieten im USA-Nationalpark-System / Der Kongress der nationalen Leute
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