直线电机是一种将电能转换成直线运动机械能,而不需要任何中间转换机构的传动装置,它广泛地应用于工业、民用、军事及其他各种具有直线运动的场合。直线电机的应用研究是直线电机研究中最重要的内容之一,也是研究直线电机的最终目的。本文即阐述了直线电机在工业中的一个应用实例——合金粉末铺粉装置,它来源于内燃机新一代轴瓦材料——铜铅钢带的生产实际需要。本文以铺粉装置的设计为主线,就机械结构设计、直线感应电机的设计计算、直线电机磁场的有限元分析、直线电机的控制等问题展开了较详尽的论述。 开篇首先介绍了直线电机的历史发展过程、直线电机的类型,以及直线电机的原理、等效电路和特性等基础知识。接着,对铺粉装置设计的几个方面展开了讨论,主要包括如下几方面内容: 1.给出铺粉装置的设计要求;提出铺粉装置的机械结构设计思路;并运用机械设计和机械制图方法,绘制了铺粉装置的机械设计图。 2.对扁平型直线感应电动机(主电机)进行电磁参数的设计计算;运用ANSYS8.1有限元分析软件对主电机的磁场进行二维分析,给出磁力线图、气隙中部磁密曲线等重要图形,并应用虚功法与麦克斯韦应力张量法对电机的电磁力做了计算,与传统设计计算值进行了比较。 3.设计铺粉装置的驱动控制系统,应用可编程控制器(PLC)完成了整个装置的时序控制设计,并针对主电机进行了变频调速控制系统的软硬件设计。 最后,给出了铺粉装置的试验结果,对铺粉装置的设计进行了总结。