直线电机研究所

一、直线电机研究所

1、加州大学伯克利分校的劳伦斯伯克利国家实验室(Lawrence Berkeley National Laboratory，简称LBNL)

劳伦斯伯克利国家实验室位于美国加州大学伯克利分校，占地81公顷，毗邻旧金山湾。它隶属于美国能源部，由伯克利代管。劳伦斯伯克利实验室是1939年诺贝尔物理学奖得主欧内斯特.奥兰多.劳伦斯先生于1931年建立的，早期关注于高能物理领域的研究，建起了第一批电子直线加速器，发现了一系列超重元素，开辟了放射性同位素、重离子科学等研究方向，成为美国乃至世界核物理学的圣地。劳伦斯伯克利实验室建立以来，共培养了5位诺贝尔物理学奖得主和4位诺贝尔化学奖得主。

2、加州大学的洛斯阿拉莫斯国家实验室(Los Alamos National Laboratory，简称LANL)

洛斯阿拉莫斯国家实验室位于美国新墨西哥州首府圣塔菲西北56公里处，成立于1943年，以研制出世界上第一颗原子弹而闻名于世。洛斯阿拉莫斯是一个当之无愧的科学城和高科技辐射源。实验室在二战期间由罗斯福总统倡议建立，是曼哈顿工程的一部分。物理学家奥本海默是实验室的第一任主任。

3、麻省理工学院的林肯实验室(Lincoln Laboratory)

MIT于1951年在麻省的列克辛顿创建了林肯实验室。其前身是研制出雷达的辐射实验室。该实验室是联邦政府投资的研究中心，其基本使命是把高科技应用到国家安全的危急问题上。它是美国大学第一个大规模、跨学科、多功能的技术研究开发实验室。事实上，MIT林肯实验室是美国军事电子系统的大本营。　

4、布鲁克海文国家实验室(Brookhaven National Laboratory，简称BNL)

布鲁克海文国家实验室位于纽约长岛萨福尔克县中部，原址为第一、二次世界大战时的美国陆军厄普顿兵营。该实验室成立于1948年，现隶属于美国能源部，由石溪大学和BATTELLE成立的布鲁克海文科学学会负责管理。它开创了核技术、高能物理、化学和生命科学、纳米技术等多个领域的研究，取得多项令世界瞩目的重大成果，并数次获诺贝尔奖。

5、橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory，简称ORNL)

橡树岭国家实验室是美国能源部所属最大的科学和能源研究实验室，成立于1943年，原称克林顿实验室，是曼哈顿秘密计划的一部分，现由田那西大学和Battelle纪念研究所共同管理。橡树岭国家实验室许多科学领域在国际上处于领先地位。它主要从事6个方面的研究，包括中子科学、能源、高性能计算、复杂生物系统、先进材料和国家安全。

6、加州理工学院的喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory，简称JPL)

喷气推进实验室是位于加利福尼亚州帕萨迪那美国国家航空航天局的一个下属机构，负责为美国国家航空航天局开发和管理无人空间探测任务，行政上属于加州理工学院管理，前身是由航空大师西奥多.冯.卡门于1936年牵头成立的喷气动力研究所。在它还担负着对地球准确测量的任务，控制着全球的深空探测网络。

7、阿贡国家实验室(Argonne National Laboratory，简称ANL)

阿贡国家实验室是美国政府最老和最大的科学与工程研究实验室之一——在美国中西部为最大。阿贡是1946年特许成立的美国第一个国家实验室，也是美国能源部所属最大的研究中心之一。过去半个世纪中，芝加哥大学为美国能源部及其前身监管阿贡国家实验室的运行。阿贡谋求解决许多科学挑战，包括在材料科学、物理、化学、生物学、生命和环境科学、高能物理、数学和计算科学，包括高性能计算方面的实验和理论工作。

8、德国的联邦技术物理研究所(Physikalisch Technische Bundesanstalt，简称PTB)

该研究所建于1884年，原名帝国技术物理研究所(Physikalisch Technische Reichsanstalt，简称PTR)，相当于德国的国家计量局，以精密测量热辐射著称。十九世纪末该研究所的研究人员致力于黑体辐射的研究，导致了普朗克发现作用量子。可以说这个实验室是量子论的发源地。

9、英国的国家物理实验室(National Physical Laboratory，简称NPL)

英国的国家物理实验室，是英国历史悠久的计量基准研究中心，创建于1900年。作为高度工业化国家的计量中心，与全国工业、政府各部门、商业机构有着广泛的日常联系，对外则作为国家代表机构，与各国际组织、各国计量中心联系。它还对环境保护，例如噪声、电磁辐射、大气污染等方面向政府提供建议。英国国家物理实验室共有科技人员约1000人，1969年最高达1800人。

10、瑞士保罗谢勒研究所(Paul Scherrer Institute，简称PSI)

瑞士保罗谢勒研究所是瑞士科学和技术的多学科研究中心。PSI是瑞士最大的国家研究所，有雇员1200人，是瑞士唯一这种类型的研究所。PSI研究的重点放在基础研究和应用研究，特别是与可持续发展有关的领域和对教育和培训具有重要意义、但超出大学单个系能力的领域。

二、直线电机研究报告

英国物理学家惠斯顿。

三、直线电机研究历史

直线电机结构和磁悬浮类似，都有线圈导体和永磁体两种结构。二者在运动时直线电机运动靠的是线圈交变电流产生的交变磁场牵引永磁体运动。

磁悬浮运动情况就复杂一些。下面先举个例子，我们平时应该都看过像这种科普，一个人拿着一大块强磁放到一块厚铜板上，强磁在铜板上慢慢下落。这个用高中物理知识就能解释，即强磁下落过程变化的磁场在中铜板产生了感应电流，感应电流产生了和强磁相反的对抗磁场，这就是导体的抗磁性。因为导体都有电阻，电流会慢慢减弱，所以强磁会慢慢下落。不过在超导体中电流不会减小，磁铁会一直悬浮。在磁悬浮运动过程中如果强磁下方是超导体，情况就简单的多，磁铁会一直按照悬浮状态靠着惯性以很小的摩擦力向前运动。如果强磁下方是普通导体，那么就需要给磁铁一个牵引力，也就是说想要让磁铁一直悬浮就得给磁铁上绑个绳子拉着它一直往前走，就跟冲浪滑板的道理一样。磁铁在铜板中产生的感应电流还没来得及减弱时，因为向前运动不断地在前方产生新的感应电流，当速度达到一定时，导体抗磁产生的斥力和磁铁重力平衡，磁铁就悬浮起来了。

所以二者的区别一方面是结构原理上，一方面是直线电机是主动运动，磁悬浮是被动运动。

四、直线电机研究现状

可以按照以下步骤进行：

测试电阻：将万用表选择到电阻测量档位，将测试笔分别接在直线电机两端，记录下电阻值。如果直线电机是有多个线圈的，需要分别测量各个线圈的电阻值。

测试电感：将万用表选择到电感测量档位，将测试笔分别接在直线电机两端，记录下电感值。如果直线电机是有多个线圈的，需要分别测量各个线圈的电感值。

测试电容：将万用表选择到电容测量档位，将测试笔分别接在直线电机两端，记录下电容值。需要注意的是，直线电机通常不是电容型的电机，因此电容测试可能不适用于所有直线电机。

需要注意的是，直线电机的测试需要使用适当的测试设备和方法，并按照相关的安全规定进行操作。如果您不确定如何正确地测试直线电机的电气参数，建议请专业技术人员进行测试。

五、直线电机研究方向

直线电动机的特点在于直接产生直线运动，与间接产生直线运动的“旋转电动机，滚动丝杠”相比，其优点是 (1)没有机械接触，传动力是在气隙中产生的，除了直线电机导轨以外没有任何其它的摩擦： (2)结构简单，体积小，通过以最少的零部件数量来实现我们的直线驱动，而且这仅仅是只存在一个运动的部件： (3)运行的行程在理论上是不受任何限制的，而且其性能不会因为其行程的大小改变而受到影响： (4)其运转可以提供很宽的转速运行范围，其涵盖包括从每秒几微米到数米，特别是在高速状态下是其一个突出的优点： (5)加速度很大，最大可达10g： (6)运动平稳，这是因为除了起支撑作用的直线导轨或气浮轴承外，没有其它机械连接或转换装置的缘故： (7)精度和重复精度高，因为消除了影响精度的中间环节，系统的精度取决于位置检测元件，有合适的反馈装置可达亚微米级： (8)维护简单，由于部件少，运动时无机械接触，从而大大降低了零部件的磨损，只需很少甚至无需维护，使用寿命更长。

直线电动机与“旋转电动机，滚珠丝杠”传动性能比较表性能旋转电动机+滚珠丝杠直线电动机。

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