日前，記者了解到這樣一項(xiàng)新的技術(shù)信息：內(nèi)蒙古蒙泰煤電集團(tuán)建設(shè)了一條新型的直線電機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)來(lái)運(yùn)輸煤炭及礦石，這一信息引起了記者的極大興趣。

　　據(jù)專家介紹，直線電機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)是將變流器、牽引控制設(shè)備和直線異步電機(jī)的初級(jí)繞組放置在運(yùn)礦車上，直線異步電機(jī)的反應(yīng)板沿線路鋪設(shè)，初次級(jí)之間產(chǎn)生牽引力，推動(dòng)小車運(yùn)行。直線電機(jī)作為推進(jìn)動(dòng)力，有別于現(xiàn)有的輪軌（鐵路、城軌）、公路、航空、水路、管道交通五種運(yùn)輸方式，被稱為第六種運(yùn)輸方式，具有攀坡度大、占地少、投資低、時(shí)速快、運(yùn)行平穩(wěn)、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、無(wú)噪音、運(yùn)營(yíng)維護(hù)和耗能費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，是一種綠色運(yùn)輸方式。

　　何為直線電機(jī)？直線電機(jī)的產(chǎn)業(yè)化會(huì)帶來(lái)些什么？

和旋轉(zhuǎn)電機(jī)相比具有四大優(yōu)點(diǎn)

　　直線電機(jī)是一種將電能直接轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)機(jī)械能的新穎電機(jī)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)所具有的品種直線電機(jī)幾乎都有，其應(yīng)用范圍正在不斷擴(kuò)大，并在一些它能獨(dú)特發(fā)揮作用的地方取得了令人滿意的效果。

　　一、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。直線電機(jī)不需要經(jīng)過(guò)中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)而直接產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)，使結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化，運(yùn)動(dòng)慣量減少；同時(shí)也提高了可靠性，節(jié)約了成本，使制造和維護(hù)更加簡(jiǎn)便。它的初次級(jí)可以直接成為機(jī)構(gòu)的一部分，這種獨(dú)特的結(jié)合，使得這種優(yōu)勢(shì)進(jìn)一步體現(xiàn)出來(lái)。

　　二、適合高速直線運(yùn)動(dòng)。因?yàn)椴淮嬖陔x心力的約束，可以達(dá)到較高的速度。而且如果初、次級(jí)間用氣墊或磁墊保存間隙，運(yùn)動(dòng)時(shí)無(wú)機(jī)械接觸，因而運(yùn)動(dòng)部分也就無(wú)摩擦和噪聲。這樣，傳動(dòng)零部件沒有磨損，可大大減小機(jī)械損耗，從而提高整體效率，也提高了系統(tǒng)的靈敏度、快速性和隨動(dòng)性。

　　磁懸浮列車應(yīng)用的就是直線電機(jī)技術(shù)。利用初次級(jí)間 “氣墊或磁墊保存間隙，運(yùn)動(dòng)時(shí)無(wú)機(jī)械接觸”這一概念，磁懸浮列車才真正變?yōu)榭赡埽艖腋×熊嚫淖兞藗鹘y(tǒng)軌道車輛靠輪軌摩擦力推進(jìn)的方式，使列車在軌道上浮起滑行，在交通技術(shù)發(fā)展史上是一個(gè)重大的突破，被譽(yù)為21世紀(jì)一種理想的交通工具。

　　三、定位精度高。在需要直線運(yùn)動(dòng)的地方，直線電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)直接傳動(dòng)，因而可以消除中間環(huán)節(jié)帶來(lái)的各種定位誤差，故定位精度高，如采用微機(jī)控制，還可以大大提高整個(gè)系統(tǒng)的定位精度。

　　直線電機(jī)的這一特性，對(duì)于高速度運(yùn)算的計(jì)算機(jī)設(shè)備來(lái)說(shuō)意義非凡。在計(jì)算機(jī)主機(jī)上，在硬盤裝置方面，直線伺服電動(dòng)機(jī)首先在IBM2314主光驅(qū)上使用，后來(lái)又在IBM333 上采用。日本松下公司在3.5英寸的磁盤裝置上也采用了直線伺服電動(dòng)機(jī)，采用直線電機(jī)后，計(jì)算機(jī)有效地縮短了存取時(shí)間，提高了工作效率。

　　此外直線電機(jī)也在計(jì)算機(jī)的輸入輸出設(shè)備中得到了應(yīng)用。如日本神鋼電機(jī)公司、富士通公司，分別將直線步進(jìn)電機(jī)和直線直流電機(jī)用于打印機(jī)，取得了分辨能力和停止精度提高，加速特性更好的效果。日本松下公司則將直線伺服電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)數(shù)字掃描儀，使掃描儀總重減輕，啟動(dòng)推力提高，圖像波動(dòng)減少，掃描速度提高近5倍。

　　四、工作安全可靠、壽命長(zhǎng)。直線電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸傳遞力，機(jī)械摩擦損耗幾乎為零，所以故障少，免維修，因而工作安全可靠、壽命長(zhǎng)。

　采用了直線感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的溫哥華空中列車，在14年的時(shí)間里安全運(yùn)送乘客4.5億人次，運(yùn)行里程超過(guò)10億公里，保持著長(zhǎng)期的安全運(yùn)行紀(jì)錄；日本自1990年3月，在大阪7號(hào)線采用了直線感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的地鐵，1991年在東京12號(hào)線采用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)地鐵后，神戶、橫濱、福岡、仙臺(tái)和其他一些城市也引入直線電機(jī)地鐵。

　　而在我國(guó)，由南車青島四方研制的新型直線電機(jī)地鐵車輛，于2011年初在廣州地鐵5號(hào)線投入運(yùn)營(yíng)，而新型直線電機(jī)地鐵車輛在廣州地鐵的4號(hào)線、6號(hào)線、7號(hào)線，有的已經(jīng)使用，有的也將要使用。

　　直線電機(jī)技術(shù)的全領(lǐng)域滲透，使得市場(chǎng)需求量急劇增加，高需求必定帶來(lái)更多商機(jī)，但對(duì)于國(guó)內(nèi)直線電機(jī)企業(yè)來(lái)說(shuō)，如何把握這“云涌”的財(cái)富？

將升級(jí)傳統(tǒng)制造業(yè)

　　直線電機(jī)理論早已在19世紀(jì)末出現(xiàn)，但是直至20世紀(jì)50年代中期，直線電機(jī)的理論和應(yīng)用才得到了快速發(fā)展。20世紀(jì)90年代中期，世界上已經(jīng)有多家公司制造出直線電機(jī)傳動(dòng)裝置，并率先在高速機(jī)床中實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。

　　1993年，德國(guó)Ex—cell—O公司在漢諾威國(guó)際機(jī)床博覽會(huì)上，展出了世界上第一臺(tái)應(yīng)用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)的超高速加工中心，該機(jī)床最大快移速度為60m/min。日本機(jī)床裝備發(fā)展迅猛，高檔機(jī)床大量采用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)。

　　我國(guó)直線電機(jī)技術(shù)的研究始于20世紀(jì)70年代，上海電機(jī)廠、寧波大學(xué)、沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)、清華大學(xué)、國(guó)防科技大學(xué)、浙江大學(xué)、廣東工業(yè)大學(xué)等高校都做了相關(guān)研究，但未能實(shí)現(xiàn)真正應(yīng)用到高速機(jī)床上。隨著我國(guó)步入先進(jìn)制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展與升級(jí)階段，2002年上海磁懸浮列車的開通，標(biāo)志直線電機(jī)在中國(guó)的研究、應(yīng)用和發(fā)展進(jìn)入到一個(gè)新的階段，并逐步縮小與世界領(lǐng)先之間的差距。

　　雖然我國(guó)直線電機(jī)的研究取得了一些成績(jī)，但與國(guó)外相比，其推廣應(yīng)用方面尚存很大的差距，無(wú)論產(chǎn)品的性能、品種，還是應(yīng)用都處于起步階段，甚至大量是空白。專家認(rèn)為，如果我們不能抓住當(dāng)前市場(chǎng)需求旺盛的機(jī)遇，在直線電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用上奮起直追，我國(guó)在很多領(lǐng)域的高效驅(qū)動(dòng)、節(jié)能減排、安全生產(chǎn)方面，都會(huì)存在很大的隱患。  

　　目前，國(guó)內(nèi)不少研究單位已經(jīng)注意到這一點(diǎn)。清華大學(xué)機(jī)械學(xué)系制造工程研究所研究的長(zhǎng)行程永磁直線伺服單元額定推力1 500N，最高速度60m/min，行程600mm；沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)研究的重點(diǎn)擺在了永磁同步直線電動(dòng)機(jī)的控制方式及伺服系統(tǒng)；在2003中國(guó)國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)上，北京機(jī)電院高技術(shù)股份公司、江蘇多棱數(shù)控機(jī)床股份有限公司，展出了國(guó)產(chǎn)首批直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的立式加工中心，其X、Y軸采用了直線電機(jī)，最大進(jìn)給速度60m/s。這些研究為直線電機(jī)技術(shù)在國(guó)產(chǎn)高速機(jī)床上的應(yīng)用發(fā)揮了積極作用。

　目前在我國(guó)機(jī)床行業(yè)中，應(yīng)用直線電機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)的產(chǎn)品越來(lái)越多。在2007年4月的中國(guó)國(guó)際機(jī)床展上，直線電機(jī)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，杭州機(jī)床集團(tuán)推出了國(guó)內(nèi)首次使用直線電機(jī)的平面磨床。

　　而由北方交通大學(xué)、中科院、內(nèi)蒙古科技大學(xué)與蒙泰煤電集團(tuán)共同研發(fā)的新型直線電機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)，從根本上改變我國(guó)現(xiàn)行以汽車運(yùn)輸和鐵路專用線為主的煤炭集貨模式、解決了制約我國(guó)煤炭運(yùn)輸瓶頸問題。

　　據(jù)悉，本項(xiàng)目被列入國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目，將形成我國(guó)新型直線電機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)完整的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和全套的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，還將建立相應(yīng)的研發(fā)中心、制造基地和推廣使用基地。

　　專家認(rèn)為，各行業(yè)中直線電機(jī)的研發(fā)與運(yùn)用都體現(xiàn)了直線電機(jī)的強(qiáng)勁動(dòng)力，中國(guó)大力發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)，直線電機(jī)行業(yè)作為其隱性的基礎(chǔ)行業(yè)，對(duì)先進(jìn)制造業(yè)意義重大。

　　另一方面，直線電機(jī)的應(yīng)用，對(duì)我國(guó)勞動(dòng)密集型企業(yè)生產(chǎn)效率提升也有促進(jìn)作用。例如食品、電池、玩具加工等勞動(dòng)密集型行業(yè)，通常需要大量的人工資源，如果將生產(chǎn)線升級(jí)為直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)化生產(chǎn)線，對(duì)企業(yè)克服“用工荒”，節(jié)省勞動(dòng)成本降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本，將會(huì)起到積極的作用。

　　可以看出，直線電機(jī)在中國(guó)的發(fā)展勢(shì)在必行，潛力無(wú)限。

【直流電機(jī)】