1、具有實(shí)際意義的某些結(jié)構(gòu)
與常規(guī)旋轉(zhuǎn)同步電動(dòng)機(jī)完全對應(yīng)的直線同步電動(dòng)機(jī)是很不能令人滿意的,因而我們現(xiàn)在研究一些其它的和更實(shí)用的結(jié)構(gòu)。例如,一個(gè)用直線同步電動(dòng)機(jī)作推進(jìn)器的系統(tǒng),是由安裝在車上的直流激磁線圈,和安裝在軌道上的并由各電站分段供電的三相繞組所組成(圖4-3)。直流線圈和交流線圈的極距必須相同(τt),這樣,直線同步速度vs為
vs=2fτt(1)
式中f──輸入頻率。
除圖4-3的方案以外,還提出了所謂零磁通系統(tǒng)。這種結(jié)構(gòu)可認(rèn)為系由兩臺直線同步電動(dòng)機(jī)組成,一臺在另一臺之上,它們具有公用的激磁線圈。
在直線同步電動(dòng)機(jī)中,一般最好是三相交流繞組不帶鐵心,即從實(shí)際意義(用于運(yùn)輸)出發(fā),只考慮采用帶空氣心的直線同步電動(dòng)機(jī)。在這種情況下,采用超導(dǎo)磁體作磁場線圈。這是一種相當(dāng)經(jīng)濟(jì)的辦法,因?yàn)樗鼘?dǎo)致相應(yīng)的交流線圈系統(tǒng)具有較低的價(jià)格。再則,因?yàn)樵谝欢螘r(shí)間內(nèi)只有1至10公里的軌道上通電(圖4-3b),所以功率調(diào)節(jié)設(shè)備的容量就比較小,而價(jià)格也比較低廉。
2、超導(dǎo)線圈的結(jié)構(gòu)
在附錄f中簡短地討論了超導(dǎo)電性。前面談到在高速地面運(yùn)輸用的直線同步電動(dòng)機(jī)中用超導(dǎo)線圈做磁場線圈,同時(shí),我們知道超導(dǎo)體要求在4至18k溫度范圍內(nèi)運(yùn)行。然而要保持這樣的溫度范圍,就要求或者是在車上裝有冷凍機(jī),或者是能正常供應(yīng)冷卻液(例如液氦或液氮)。有一種直線同步電動(dòng)機(jī)的超導(dǎo)磁場線圈結(jié)構(gòu)是(圖4-4):液氦真空(杜瓦)瓶用不銹鋼制成(使渦流損耗最小),而液氮真空瓶用鋁合金做成。絕熱是用真空的玻璃纖維,它具有很低的熱傳導(dǎo)率,同時(shí)能傳遞高的壓力。此外,玻璃纖維絕緣物受力分布均勻。這樣,低溫直流磁場線圈與軌道之間的距離可以做得小一些(圖4-4)。這種絕緣物的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是:由于尺寸小而且裝填緊密,殘余氣體分子的滲透是非常困難的。這樣,在氣壓為100mm水銀柱高的量級時(shí),絕緣性能保持良好。這個(gè)壓力是由一真空泵來保持的,一旦發(fā)生漏泄,真空泵立刻投入運(yùn)行。
超導(dǎo)磁體一個(gè)非常重要的部分是電流引線,它只允許極低的損耗。因此,引線必須很好地保持低溫。真空瓶中要備有外加管子與孔門,以保證冷卻液的正常供應(yīng)。
為了傳遞垂直力,輕質(zhì)的柱子沿著液氮真空瓶的周邊上對向分布,這樣就可防止外殼撓曲。用類似的結(jié)構(gòu)來傳遞從磁體到液氮真空瓶頂板的垂直力。