Lineaarmootoritega elektriline ajam

Enamik elektrimootoreid on pöörlevad. Samal ajal peavad paljud tootmismasinate tööorganid vastavalt oma töö tehnoloogiale teostama translatsiooni (näiteks konveierid, konveierid jne) või edasi-tagasi (metalli lõikamismasinate, manipulaatorite, kolbide ja muude masinate etteandemehhanismid). ).

Pöördliikumise ümberkujundamine translatsiooniliikumiseks toimub spetsiaalsete kinemaatikaühenduste abil: kruvimutter, sfääriline kruvihammasratas, hammaslatt, väntmehhanism ja teised.

Töömasinate konstruktoritele on loomulik soov kasutada edasi- ja edasi-tagasi liikumist sooritavate töökehade juhtimiseks mootoreid, mille rootor liigub lineaarselt.

Praegu arendatakse elektriajamid lineaarse asünkroonse, ventiili ja samm-mootorid… Põhimõtteliselt saab pöördmootorist moodustada mis tahes tüüpi lineaarmootoreid, liigutades silindrilist staatorit tasapinnaliselt.

Lineaarse asünkroonmootori struktuurist saab ettekujutuse asünkroonmootori staatori tasapinnaks pööramisel. Sel juhul liigub staatori magnetiseerivate jõudude vektor lineaarselt piki staatori ulatust, st. sel juhul ei moodustu mitte pöörlev (nagu tavalistes mootorites), vaid liikuv staatori elektromagnetväli.

Sekundaarse elemendina saab kasutada ferromagnetilist riba, mis paikneb väikese õhuvahega piki staatorit. See riba toimib raku rootorina. Sekundaarset elementi kannab liikuv staatoriväli ja see liigub lineaarselt kiirusega, mis on väiksem kui staatorivälja kiirus lineaarse absoluutlibisemise võrra.

Liikuva elektromagnetvälja lineaarkiirus on

kus τ, m — pooluste samm — lineaarse asünkroonmootori külgnevate pooluste vaheline kaugus.

Sekundaarse elemendi kiirus

kus sL — suhteline lineaarne libisemine.

Kui mootor on varustatud standardsagedusliku pingega, on sellest tulenevad väljakiirused piisavalt suured (üle 3 m / s), mis muudab nende mootorite kasutamise tööstuslike mehhanismide juhtimiseks keeruliseks. Selliseid mootoreid kasutatakse kiirete transpordimehhanismide jaoks. Lineaarasünkroonmootori väiksemate töökiiruste ja kiiruse reguleerimise saavutamiseks toidab selle mähiseid sagedusmuundur.

Riis. 1. Lineaarse üheteljelise mootori konstruktsioon.

Lineaarse asünkroonmootori projekteerimiseks kasutatakse mitmeid võimalusi. Üks neist on näidatud joonisel fig. 1.Siin liigub sekundaarne element (2) – töökehaga ühendatud lint – staatori 3 tekitatava liikuva elektromagnetvälja toimel mööda juhikuid 1. Seda konstruktsiooni on aga mugav töömasinaga kokku panna, see on seotud staatorivälja oluliste lekkevooludega, mille tagajärjel on mootori cosφ madal.

Joonis fig. 2. Silindriline lineaarmootor

Staatori ja sekundaarelemendi vahelise elektromagnetilise ühenduse suurendamiseks asetatakse viimane kahe staatori vahel olevasse pilusse või on mootor konstrueeritud silindrina (vt joonis 2) Sel juhul on mootori staatoriks toru (1), mille sees on silindrilised mähised (2), mis on staatorimähis. Ferromagnetilised seibid 3 asetatakse magnetahela osaks olevate poolide vahele. Sekundaarne element on torukujuline varras, mis on samuti valmistatud ferromagnetilisest materjalist.

Lineaarsed asünkroonmootorid võivad olla ka ümberpööratud konstruktsiooniga, kus sekundaar on staatori liikumise ajal paigal. Neid mootoreid kasutatakse tavaliselt sõidukites. Sel juhul kasutatakse sekundaarse elemendina rööpa või spetsiaalset linti ja staator asetatakse teisaldatavale kelgule.

Lineaarsete asünkroonmootorite puuduseks on madal efektiivsus ja sellega seotud energiakaod, peamiselt sekundaarses elemendis (libisemiskaod).

Hiljuti hakati neid lisaks asünkroonsetele kasutama sünkroonsed (ventiil) mootorid… Seda tüüpi lineaarmootori konstruktsioon on sarnane joonisel fig. 1. Mootori staator on pööratud tasapinnaks ja sekundaarsele asetatakse püsimagnetid.Võimalik on ümberpööratud konstruktsioonivariant, kus staator on liikuv osa ja püsimagneti sekundaarelement on statsionaarne. Staatori mähised lülitatakse sõltuvalt magnetite suhtelisest asendist. Selleks on konstruktsioonis ette nähtud asendiandur (4 — joonisel 1).

Lineaarseid samm-mootoreid kasutatakse tõhusalt ka asendiajamite jaoks. Kui samm-mootori staator on paigutatud tasapinnale ja sekundaarne element on valmistatud plaadi kujul, millele kanalite freesimise teel moodustatakse hambad, siis staatori mähiste sobival ümberlülitamisel toimib sekundaarelement. diskreetne liigutus, mille samm võib olla väga väike - kuni millimeetri murdosani. Tihti kasutatakse ümberpööratud kujundust, kui sekundaarne on statsionaarne.

Lineaarse samm-mootori kiiruse määravad hammaste eraldumise väärtus τ, faaside arv m ja lülitussagedus

Suurte liikumiskiiruste saavutamine ei tekita raskusi, kuna käikude jaotuse ja sageduse suurenemist ei piira tehnoloogilised tegurid. Piirangud kehtivad τ minimaalsele väärtusele, kuna sammu ja staatori ja sekundaarvoolu vahelise pilu suhe peab olema vähemalt 10.

Diskreetse ajami kasutamine võimaldab mitte ainult lihtsustada lineaarset ühemõõtmelist liikumist teostavate mehhanismide konstruktsiooni, vaid võimaldab saada ühe ajamiga kahe- või mitmeteljelisi liikumisi.Kui liikuva osa staatorile asetatakse risti kaks mähissüsteemi ja sekundaarsesse elemendisse tehakse sooned kahes ristisuunas, siis liigub liigutatav element diskreetset liikumist kahes koordinaadis, s.t. pakkuda liikumist tasapinnas.

Sel juhul tekib probleem liikuvale elemendile toe loomisel. Selle lahendamiseks saab kasutada õhkpatja - liikuvate elementide all olevasse ruumi juhitava õhu rõhku. Lineaarsed samm-mootorid tagavad suhteliselt väikese tõukejõu ja madala efektiivsuse. Nende peamised kasutusvaldkonnad on valgusmanipulaatorid, kerged montaažimasinad, mõõtemasinad, laserlõikusmasinad ja muud seadmed.