Elektromos hajtómű lineáris motorokkal

Az elektromos motorok többsége forgómotoros. Ugyanakkor a gyártógépek számos munkatestének a munka technológiája szerint transzlációs (például szállítószalagok, szállítószalagok stb.) vagy dugattyús (fémvágó gépek, manipulátorok, dugattyúk és egyéb gépek adagolására szolgáló mechanizmusok) végrehajtását kell végeznie. ).

A forgó mozgás transzlációs mozgássá alakítását speciális kinematikai kapcsolatok segítségével hajtják végre: csavaranyával, gömbcsavaros fogaskerékkel, fogasléccel, forgattyús mechanizmussal és egyebekkel.

A munkagépek kivitelezői számára természetes, hogy az előre- és oda-vissza mozgást végző munkatestek mozgatására lineárisan mozgó motorokat kívánnak alkalmazni.

Jelenleg az elektromos hajtásokat lineáris aszinkron, szelepes és léptetőmotorok… Elvileg bármilyen típusú lineáris motor előállítható egy forgómotorból a hengeres állórész egy síkban történő lineáris mozgatásával.

A lineáris indukciós motor felépítéséről az indukciós motor állórészének síkba forgatásával kaphatunk ötletet. Ebben az esetben az állórész mágnesező erőinek vektora lineárisan mozog az állórész fesztávja mentén, azaz. ebben az esetben az állórész nem forgó (mint a hagyományos motoroknál), hanem utazó elektromágneses tere jön létre.

Másodlagos elemként az állórész mentén kis légréssel elhelyezett ferromágneses szalag használható. Ez a szalag cella rotorként működik. A másodlagos elemet a mozgó állórészmező hordozza, és lineárisan, a lineáris abszolút csúszás mértékével kisebb sebességgel mozog, mint az állórész mező sebessége.

A haladó elektromágneses tér lineáris sebessége lesz

ahol τ, m — pólusosztás — lineáris aszinkron motor szomszédos pólusai közötti távolság.

Másodlagos elem sebessége

ahol sL – relatív lineáris csúszás.

Ha a motort szabványos frekvenciájú feszültséggel látják el, a keletkező térsebességek kellően nagyok lesznek (több mint 3 m/s), ami megnehezíti ezeknek a motoroknak az ipari mechanizmusok meghajtására való használatát. Az ilyen motorokat nagy sebességű szállító mechanizmusokhoz használják. A lineáris indukciós motor alacsonyabb futási sebességének és sebességszabályozásának elérése érdekében a tekercseit frekvenciaváltó táplálja.

Rizs. 1. A lineáris egytengelyű motor kialakítása.

A lineáris indukciós motor tervezésére több lehetőség is használható. Ezek egyike az ábrán látható. 1.Itt a másodlagos elem (2) - a munkatesthez csatlakoztatott szalag - az 1 vezetők mentén mozog a 3 állórész által létrehozott mozgó elektromágneses tér hatására. Ez a kialakítás azonban kényelmes munkagéppel való összeszereléshez, Az állórész mező jelentős szivárgási áramaihoz kapcsolódik, aminek következtében a motor cosφ-je alacsony lesz.

Ábra. 2. Hengeres lineáris motor

Az állórész és a szekunder elem közötti elektromágneses kapcsolat növelése érdekében az utóbbit a két állórész közötti résbe kell helyezni, vagy a motor hengeres kialakítású (lásd 2. ábra) Ebben az esetben a motor állórésze egy cső. (1), amelyen belül hengeres tekercsek (2) vannak, amelyek az állórész tekercsét jelentik. A 3 ferromágneses alátétek a mágneses áramkör részét képező tekercsek között vannak elhelyezve. A másodlagos elem egy cső alakú rúd, amely szintén ferromágneses anyagból készült.

A lineáris indukciós motorok fordított kivitelűek is lehetnek, ahol a szekunder áll, miközben az állórész mozog. Ezeket a motorokat általában járművekben használják. Ebben az esetben egy sínt vagy egy speciális szalagot használnak másodlagos elemként, és az állórészt egy mozgatható kocsira helyezik.

A lineáris aszinkron motorok hátránya az alacsony hatásfok és az ezzel járó energiaveszteség, főleg a szekunder elemben (csúszási veszteségek).

A közelmúltban az aszinkron mellett elkezdték használni szinkron (szelepes) motorok… Az ilyen típusú lineáris motor felépítése hasonló az 1. ábrán láthatóhoz. 1. A motor állórészét síkba fordítjuk, a szekunderre pedig állandó mágneseket helyezünk.Fordított kiviteli változat lehetséges, ahol az állórész mozgatható alkatrész, az állandó mágneses szekunder elem pedig álló. Az állórész tekercseit a mágnesek relatív helyzetétől függően kapcsolják. Erre a célra egy helyzetérzékelő (4 – az 1. ábrán) van a kialakításban.

A lineáris léptetőmotorokat hatékonyan alkalmazzák pozícióhajtásokhoz is. Ha a léptetőmotor állórésze síkban van elhelyezve, és a szekunder elem lemez formájában készül, amelyen a csatornák marásával fogakat alakítanak ki, akkor az állórész tekercseinek megfelelő kapcsolásával a szekunder elem fog működni. diszkrét mozgás, amelynek lépése nagyon kicsi lehet - a milliméter töredékeiig. Fordított kialakítást gyakran alkalmaznak ott, ahol a másodlagos helyhez kötött.

A lineáris léptetőmotor sebességét a τ fogelválasztás értéke, az m fázisok száma és a kapcsolási frekvencia határozza meg

A nagy mozgási sebesség elérése nem okoz nehézséget, mivel a fogaskerekek felosztásának és gyakoriságának növekedését nem korlátozzák technológiai tényezők. A τ minimális értékére korlátozások vonatkoznak, mivel az állórész és a szekunder közti osztásemelkedés arányának legalább 10-nek kell lennie.

A diszkrét meghajtó használata nemcsak a lineáris egydimenziós mozgást végző mechanizmusok tervezésének egyszerűsítését teszi lehetővé, hanem lehetővé teszi két- vagy többtengelyes mozgások elérését egyetlen meghajtó segítségével.Ha két tekercsrendszert merőlegesen helyezünk el a mozgatható rész állórészén, és a másodlagos elemben két merőleges irányban hornyokat készítünk, akkor a mozgatható elem két koordinátában diszkrét mozgást hajt végre, pl. síkban történő mozgást biztosítanak.

Ebben az esetben a mozgatható elem alátámasztásának problémája merül fel. Megoldására légpárnát lehet használni - a mozgó elemek alatti térbe juttatott levegő nyomását. A lineáris léptetőmotorok viszonylag alacsony tolóerőt és alacsony hatásfokot biztosítanak. Fő alkalmazási területeik a fénymanipulátorok, könnyű összeszerelő gépek, mérőgépek, lézervágó gépek és egyéb eszközök.