直线同步电动机的实用结构

与常规旋转同步电动机完全对应的直线同步电动机是很不能令人满意的，因而我们现在研究一些其它的和更实用的结构。例如，一个用直线同步电动机作推进器的系统，是由安装在车上的直流激磁线圈，和安装在轨道上的并由各电站分段供电的三相绕组所组成（图4-3）。直流线圈和交流线圈的极距必须相同（τT），这样，直线同步速度Vs为

Vs=2fτT (1)

式中f──输入频率。
除图4-3的方案以外，还提出了所谓零磁通系统。这种结构可认为系由两台直线同步电动机组成，一台在另一台之上，它们具有公用的激磁线圈。
在直线同步电动机中，一般最好是三相交流绕组不带铁心，即从实际意义（用于运输）出发，只考虑采用带空气心的直线同步电动机。在这种情况下，采用超导磁体作磁场线圈。这是一种相当经济的办法，因为它导致相应的交流线圈系统具有较低的价格。再则，因为在一段时间内只有1至10公里的轨道上通电（图4-3b），所以功率调节设备的容量就比较小，而价格也比较低廉。

2、超导线圈的结构

在附录F中简短地讨论了超导电性。前面谈到在高速地面运输用的直线同步电动机中用超导线圈做磁场线圈，同时，我们知道超导体要求在4至18K温度范围内运行。然而要保持这样的温度范围，就要求或者是在车上装有冷冻机，或者是能正常供应冷却液（例如液氦或液氮）。有一种直线同步电动机的超导磁场线圈结构是（图4-4）：液氦真空（杜瓦）瓶用不锈钢制成（使涡流损耗最小），而液氮真空瓶用铝合金做成。绝热是用真空的玻璃纤维，它具有很低的热传导率，同时能传递高的压力。此外，玻璃纤维绝缘物受力分布均匀。这样，低温直流磁场线圈与轨道之间的距离可以做得小一些（图4-4）。这种绝缘物的另一个优点是：由于尺寸小而且装填紧密，残余气体分子的渗透是非常困难的。这样，在气压为100mm水银柱高的量级时，绝缘性能保持良好。这个压力是由一真空泵来保持的，一旦发生漏泄，真空泵立刻投入运行。

超导磁体一个非常重要的部分是电流引线，它只允许极低的损耗。因此，引线必须很好地保持低温。真空瓶中要备有外加管子与孔门，以保证冷却液的正常供应。
为了传递垂直力，轻质的柱子沿着液氮真空瓶的周边上对向分布，这样就可防止外壳挠曲。用类似的结构来传递从磁体到液氮真空瓶顶板的垂直力。