Mavjud turli xil chiziqli motorlarni ko'rib chiqing va ilovangiz uchun optimal turni qanday tanlash mumkin.
Quyidagi maqolada mavjud bo'lgan har xil turdagi chiziqli motorlar, jumladan, ularning ishlash tamoyillari, doimiy magnitlarning rivojlanish tarixi, chiziqli motorlar va har bir turdagi chiziqli motorlardan foydalanadigan sanoat tarmoqlarini loyihalash usullari haqida umumiy ma'lumot berilgan.
Lineer Dvigatel texnologiyasi quyidagilar bo'lishi mumkin: chiziqli asenkron motorlar (LIM) yoki doimiy magnit chiziqli sinxron motorlar (PMLSM).PMLSM temir yadroli yoki temirsiz bo'lishi mumkin.Barcha motorlar tekis yoki quvurli konfiguratsiyada mavjud.Hiwin 20 yil davomida chiziqli motor dizayni va ishlab chiqarish bo'yicha yetakchi bo'lib kelgan.
Lineer motorlarning afzalliklari
Chiziqli vosita chiziqli harakatni ta'minlash uchun ishlatiladi, ya'ni ma'lum bir foydali yukni belgilangan tezlashtirish, tezlik, sayohat masofasi va aniqlikda harakatlantirish.Chiziqli dvigateldan boshqa barcha harakat texnologiyalari aylanma harakatni chiziqli harakatga aylantirish uchun qandaydir mexanik haydovchidir.Bunday harakat tizimlari sharli vintlar, kamarlar yoki rack va pinion tomonidan boshqariladi.Bu barcha drayverlarning xizmat qilish muddati aylanma harakatni chiziqli harakatga aylantirish uchun ishlatiladigan mexanik qismlarning eskirishiga juda bog'liq va nisbatan qisqa.
Chiziqli motorlarning asosiy afzalligi hech qanday mexanik tizimsiz chiziqli harakatni ta'minlashdir, chunki havo uzatish vositasidir, shuning uchun chiziqli motorlar nazariy jihatdan cheksiz xizmat muddatini ta'minlaydigan, asosan, ishqalanishsiz qo'zg'aluvchilardir.Chiziqli harakatni ishlab chiqarish uchun hech qanday mexanik qismlar ishlatilmaganligi sababli, sharli vintlardek, kamar yoki tirgak va pinion kabi boshqa drayvlar jiddiy cheklovlarga duch kelsa, juda yuqori tezlashuvlar mumkin.
Chiziqli induksion motorlar
1-rasm
Chiziqli asinxron vosita (LIM) birinchi ixtiro qilingan (AQSh patenti 782312 - 1905 yilda Alfred Zehden).U elektr po'latdan yasalgan qatlamlardan tashkil topgan "asosiy" va uch fazali kuchlanish bilan ta'minlangan ko'plab mis sariqlardan va odatda po'lat plitalar va mis yoki alyuminiy plitalardan tashkil topgan "ikkilamchi" dan iborat.
Birlamchi bobinlar quvvatlanganda ikkilamchi magnitlangan bo'ladi va ikkilamchi o'tkazgichda girdobli oqimlar maydoni hosil bo'ladi.Ushbu ikkilamchi maydon kuch hosil qilish uchun asosiy orqa EMF bilan o'zaro ta'sir qiladi.Harakat yo'nalishi Flemingning chap qo'l qoidasiga amal qiladi, ya'ni;harakat yo'nalishi oqim yo'nalishiga va maydon / oqim yo'nalishiga perpendikulyar bo'ladi.
2-rasm
Chiziqli asenkron motorlar juda arzon narxlardagi afzalliklarni taklif qiladi, chunki ikkilamchi doimiy magnitlardan foydalanmaydi.NdFeB va SmCo doimiy magnitlari juda qimmat.Chiziqli asenkron motorlar ikkilamchi sifatida juda keng tarqalgan materiallardan (po'lat, alyuminiy, mis) foydalanadi va bu etkazib berish xavfini yo'q qiladi.
Biroq, chiziqli asenkron motorlardan foydalanishning salbiy tomoni - bunday motorlar uchun drayvlar mavjudligi.Doimiy magnit chiziqli motorlar uchun drayverlarni topish juda oson bo'lsa-da, chiziqli asenkron motorlar uchun drayverlarni topish juda qiyin.
3-rasm
Doimiy magnit chiziqli sinxron motorlar
Doimiy magnit chiziqli sinxron motorlar (PMLSM) asosan chiziqli asenkron motorlar bilan bir xil asosiy xususiyatlarga ega (ya'ni, elektr po'latdan yasalgan qatlamlar to'plamiga o'rnatilgan va uch fazali kuchlanish bilan boshqariladigan bobinlar to'plami).Ikkilamchi farqlanadi.
Po'latdan yasalgan plastinka ustiga o'rnatilgan alyuminiy yoki mis plastinka o'rniga, ikkinchi darajali po'latdan yasalgan plastinkaga o'rnatilgan doimiy magnitlardan iborat.Har bir magnitning magnitlanish yo'nalishi 3-rasmda ko'rsatilganidek, oldingisiga nisbatan o'zgarib turadi.
Doimiy magnitlardan foydalanishning aniq afzalligi ikkinchi darajali doimiy maydonni yaratishdir.Biz kuch birlamchi va ikkilamchi maydonning o'zaro ta'sirida asinxron dvigatelda hosil bo'lishini ko'rdik, bu faqat vosita havo bo'shlig'i orqali ikkilamchi oqimlar maydoni yaratilgandan keyin mavjud bo'ladi.Bu "slip" deb ataladigan kechikishga olib keladi va ikkinchi darajali harakat birlamchiga berilgan asosiy kuchlanish bilan mos kelmaydi.
Shu sababli, induksion chiziqli motorlar "asenkron" deb ataladi.Doimiy magnit chiziqli dvigatelda ikkilamchi harakat har doim birlamchi kuchlanish bilan sinxron bo'ladi, chunki ikkilamchi maydon har doim mavjud va hech qanday kechikishsiz.Shu sababli, doimiy chiziqli motorlar "sinxron" deb ataladi.
PMLSMda har xil turdagi doimiy magnitlardan foydalanish mumkin.So'nggi 120 yil ichida har bir materialning nisbati o'zgardi.Bugungi kunga kelib, PMLSMlar NdFeB magnitlari yoki SmCo magnitlaridan foydalanmoqda, ammo aksariyati NdFeB magnitlaridan foydalanmoqda.4-rasmda Doimiy magnitning rivojlanish tarixi ko'rsatilgan.
4-rasm
Magnit kuchi Megagauss-Oersteds (MGOe) dagi energiya mahsuloti bilan tavsiflanadi.Saksoninchi yillarning o'rtalariga qadar faqat Steel, Ferrite va Alnico mavjud edi va ular juda kam energiya mahsulotlarini etkazib berishdi.SmCo magnitlari 1960-yillarning boshlarida Karl Strnat va Alden Rey tomonidan ishlab chiqilgan va keyinchalik oltmishinchi yillarning oxirida tijoratlashtirilgan.
5-rasm
SmCo magnitlarining energiya mahsuloti dastlab Alnico magnitlarining energiya mahsulotidan ikki baravar ko'p edi.1984 yilda General Motors va Sumitomo mustaqil ravishda neodiniy, temir va bor birikmasi bo'lgan NdFeB magnitlarini ishlab chiqdilar.SmCo va NdFeB magnitlarining taqqoslanishi 5-rasmda ko'rsatilgan.
NdFeB magnitlari SmCo magnitlariga qaraganda ancha yuqori kuchga ega, ammo yuqori haroratga nisbatan sezgirroq.SmCo magnitlari korroziyaga va past haroratlarga nisbatan ancha chidamli, ammo qimmatroq.Ishlash harorati magnitning maksimal haroratiga yetganda, magnit demagnetizatsiyani boshlaydi va bu demagnetizatsiya qaytarilmasdir.Magnitlanishni yo'qotadigan magnit vosita kuchini yo'qotishiga olib keladi va spetsifikatsiyalarga javob bera olmaydi.Agar magnit maksimal haroratdan 100% pastda ishlasa, uning kuchi deyarli cheksiz saqlanib qoladi.
SmCo magnitlarining yuqori narxi tufayli NdFeB magnitlari ko'pchilik motorlar uchun to'g'ri tanlovdir, ayniqsa mavjud bo'lgan yuqori quvvatni hisobga olgan holda.Biroq, ish harorati juda yuqori bo'lishi mumkin bo'lgan ba'zi ilovalar uchun maksimal ish haroratidan uzoqroq turish uchun SmCo magnitlaridan foydalanish afzalroqdir.
Chiziqli motorlarni loyihalash
Chiziqli vosita odatda sonli elementlarning elektromagnit simulyatsiyasi orqali ishlab chiqilgan.Magnitlarni qo'llab-quvvatlovchi laminatsiya to'plami, bobinlar, magnitlar va po'lat plitalarni ko'rsatish uchun 3D model yaratiladi.Havo dvigatel atrofida ham, havo bo'shlig'ida ham modellashtiriladi.Keyin barcha komponentlar uchun materiallarning xususiyatlari kiritiladi: magnitlar, elektr po'lat, po'lat, rulonlar va havo.Keyin H yoki P elementlari yordamida to'r yaratiladi va model hal qilinadi.Keyin modeldagi har bir lasanga oqim qo'llaniladi.
6-rasmda tesladagi oqim ko'rsatilgan simulyatsiya chiqishi ko'rsatilgan.Simulyatsiya uchun qiziqishning asosiy chiqish qiymati, albatta, Dvigatel kuchi va mavjud bo'ladi.Bobinlarning so'nggi burilishlari hech qanday kuch hosil qilmasligi sababli, dvigatelning 2D modeli (DXF yoki boshqa format), shu jumladan laminatsiya, magnit va magnitlarni qo'llab-quvvatlovchi po'lat plitalar yordamida 2D simulyatsiyasini bajarish mumkin.Bunday 2D simulyatsiyasining chiqishi 3D simulyatsiyasiga juda yaqin va vosita kuchini baholash uchun etarlicha aniq bo'ladi.
6-rasm
Chiziqli asinxron vosita xuddi shunday modellashtirilgan bo'ladi, 3D yoki 2D model orqali, lekin hal qilish PMLSMga qaraganda ancha murakkab bo'ladi.Buning sababi shundaki, PMLSM ikkilamchi magnit oqimi magnit xususiyatlariga kirgandan so'ng darhol modellashtiriladi, shuning uchun barcha chiqish qiymatlarini, shu jumladan vosita kuchini olish uchun faqat bitta hal qilish kerak bo'ladi.
Shu bilan birga, asenkron motorning ikkilamchi oqimi vaqtinchalik tahlilni talab qiladi (ma'lum vaqt oralig'ida bir nechta echishni anglatadi), LIM ikkilamchi magnit oqimini qurish va shundan keyingina kuchni olish mumkin.Elektromagnit chekli elementlar simulyatsiyasi uchun ishlatiladigan dasturiy ta'minot vaqtinchalik tahlilni amalga oshirish qobiliyatiga ega bo'lishi kerak.
Chiziqli motor bosqichi
7-rasm
Hiwin korporatsiyasi chiziqli motorlarni komponentlar darajasida etkazib beradi.Bunday holda, faqat chiziqli vosita va ikkilamchi modullar etkazib beriladi.PMLSM dvigateli uchun ikkilamchi modullar turli uzunlikdagi po'lat plitalardan iborat bo'lib, ularning ustiga doimiy magnitlar yig'iladi.Hiwin korporatsiyasi 7-rasmda ko'rsatilganidek, to'liq bosqichlarni ham etkazib beradi.
Bunday bosqichga ramka, chiziqli podshipniklar, vosita asosiy, ikkilamchi magnitlar, mijozning yukini biriktirish uchun aravacha, kodlovchi va kabel yo'li kiradi.Chiziqli motor bosqichi etkazib berishdan keyin ishga tushishga tayyor bo'ladi va hayotni osonlashtiradi, chunki mijoz mutaxassis bilimini talab qiladigan sahnani loyihalash va ishlab chiqarishga hojat qolmaydi.
Chiziqli motor bosqichining xizmat muddati
Chiziqli vosita bosqichining xizmat qilish muddati kamar, vida yoki tirgak va pinion bilan boshqariladigan pog'onadan ancha uzoqdir.Bilvosita boshqariladigan bosqichlarning mexanik komponentlari odatda doimiy ravishda ta'sir qiladigan ishqalanish va aşınma tufayli birinchi bo'lib ishlamay qoladi.Chiziqli vosita bosqichi - bu mexanik aloqa yoki aşınma bo'lmagan to'g'ridan-to'g'ri haydovchi, chunki uzatish muhiti havodir.Shuning uchun, chiziqli vosita bosqichida muvaffaqiyatsiz bo'lishi mumkin bo'lgan yagona komponentlar chiziqli rulmanlar yoki dvigatelning o'zi.
Lineer rulmanlar odatda juda uzoq xizmat qilish muddatiga ega, chunki radial yuk juda past.Dvigatelning ishlash muddati o'rtacha ish haroratiga bog'liq bo'ladi.8-rasmda vosita izolyatsiyasining ishlash muddati haroratning funktsiyasi sifatida ko'rsatilgan.Qoidaga ko'ra, ish harorati nominal haroratdan yuqori bo'lgan har 10 daraja Selsiy uchun xizmat muddati ikki baravar kamayadi.Misol uchun, F motor izolyatsiyasi sinfi o'rtacha 120 ° C haroratda 325 000 soat ishlaydi.
Shuning uchun, agar vosita konservativ tarzda tanlangan bo'lsa, chiziqli motor bosqichi 50+ yil xizmat qilish muddatiga ega bo'lishi ko'zda tutilgan, bu xizmat muddati hech qachon kamar, sharli vint yoki tirgak va pinion bilan boshqariladigan bosqichlar bilan erishib bo'lmaydi.
8-rasm
Lineer motorlar uchun ilovalar
Chiziqli asenkron motorlar (LIM) asosan uzoq harakat uzunligi va juda yuqori tezlik bilan birlashtirilgan juda yuqori kuch talab qilinadigan ilovalarda qo'llaniladi.Chiziqli asenkron motorni tanlashning sababi shundaki, ikkilamchi vosita narxi PMLSM dan foydalanishga qaraganda ancha past bo'ladi va juda yuqori tezlikda Lineer indüksiyon motorining samaradorligi juda yuqori, shuning uchun kam quvvat yo'qoladi.
Masalan, samolyot tashuvchilarda samolyotlarni ishga tushirish uchun ishlatiladigan EMALS (Elektromagnit ishga tushirish tizimlari) chiziqli asinxron motorlardan foydalanadi.Birinchi bunday chiziqli motor tizimi USS Gerald R. Ford samolyot tashuvchisiga o'rnatildi.Dvigatel 91 metrlik yo'lda 45 000 kg vaznli samolyotni 240 km/soat tezlikda tezlashtira oladi.
Yana bir misol, istirohat bog'idagi sayohatlar.Ushbu tizimlarning ba'zilariga o'rnatilgan chiziqli asinxron motorlar juda yuqori foydali yuklarni 3 soniyada 0 dan 100 km / soatgacha tezlashtirishi mumkin.Chiziqli induksion vosita bosqichlari RTUlarda ham qo'llanilishi mumkin, (Robot transport birliklari).Aksariyat RTUlar raf va pinion drayverlardan foydalanadi, ammo chiziqli asinxron vosita yuqori unumdorlik, arzonroq narx va ancha uzoqroq xizmat muddatini taklif qilishi mumkin.
Doimiy magnitli sinxron motorlar
PMLSMlar odatda ancha kichik zarbalar, past tezliklar, lekin yuqori va juda yuqori aniqlik va intensiv ish davrlari bo'lgan ilovalarda qo'llaniladi.Ushbu ilovalarning aksariyati AOI (Avtomatlashtirilgan optik tekshiruv), yarimo'tkazgichlar va lazerli mashinalar sanoatida mavjud.
Chiziqli dvigatel bilan boshqariladigan bosqichlarni tanlash (to'g'ridan-to'g'ri haydovchi) uzoq muddatli dizaynlar uchun bilvosita drayvlarga (chiziqli harakat aylanish harakatini aylantirish orqali olinadigan bosqichlar) nisbatan sezilarli ishlash afzalliklarini taqdim etadi va ko'plab sohalar uchun mos keladi.
Yuborilgan vaqt: 2023 yil 06-fevral