Устройство линейного (а) и дугового (б) асинхронных двигателей показано на рис. Магнитопровод статора 1 линейного двигателя имеет форму параллелепипеда, дугового двигателя — дугового сектора. Разноименнополюсная трехфазная первичная обмотка 2 размещается в линейном двигателе в пазах на одной из граней параллелепипеда, в дуговом двигателе — в пазах на внутренней (или внешней) цилиндрической поверхности дугового сектора. Подвижная часть в линейном двигателе перемещается поступательно. Ее магнитопровод 4, как и магнитопровод статора, имеет форму параллелепипеда (рис. , а). В пазах на поверхности подвижного магнитопровода, обращенной к статору, размещается короткозамкнутая обмотка 3. Подвижная часть в дуговом двигателе вращается. Она называется, как и в обычном двигателе, ротором. Ротор 4 имеет форму полого цилиндра (рис., б). В пазах на его наружной цилиндрической поверхности размещается короткозамкнутая обмотка 3. Как в линейном, так и в дуговом двигателе подвижная часть может быть выполнена массивной из магнитного материала. Причем в этом случае отпадает необходимость в короткозамкнутой обмотке, а иногда в качестве ротора удается использовать цилиндрические массивные детали рабочей машины.
Рабочие свойства двигателей в зависимости от исполнения подвижной части аналогичны свойствам двигателя либо с короткозамкнутым ротором, либо с массивным ротором. Однако энергетические показатели линейных и дуговых двигателей хуже, чем у машин с кольцевым статором. Объясняется это тем, что в этих двигателях возникают краевые эффекты, так как их статоры не замкнуты в кольцо.
Линейные асинхронные машины можно использовать для получения возвратно-поступательного движения за счет периодического изменения чередования фаз обмотки статора, например, в металлообрабатывающих станках. В этом случае длина подвижной части должна быть больше длины неподвижной на требуемое перемещение. Однако из-за существенного увеличения массы перемещающейся детали станка за счет массы подвижной части двигателя, а также энергии, бесполезно теряемой в каждом цикле ускорения и торможения, такие линейные двигатели заметного распространения не получили. Более перспективно использование линейных двигателей в электрической тяге, в особенности для высокоскоростного транспорта. На рис. 12 показана возможная схема применения линейного асинхронного двигателя на электровозе. Магнитопровод статора 1 вместе с многофазной обмоткой 2 укреплен на электровозе и присоединен к сети переменного тока. Образуется бегущее поле, взаимодействующее с массивным ферромагнитным телом — рельсом 3 и стремящееся увлечь его за собой. Но так как рельс неподвижно закреплен, приходит в движение со скоростью v статор вместе с электровозом. Дуговые машины применяются в тех случаях, когда ротор требуется привести во вращение со сравнительно небольшой угловой скоростью.
Тяговый линейный двигатель
Действительно, статор дуговой машины, имеющий число периодов р и занимающий дугу с центральным углом уд (рис. 1, б), создает на радиусе R поле, вращающееся с линейной скоростью.
Применение дугового двигателя особенно выгодно при использовании в качестве ротора массивного ферромагнитного цилиндра, являющегося частью машины, потребляющей механическую энергию.
