מפעיל חשמלי עם מנועים לינאריים

רוב המנועים החשמליים הם סיבוביים. במקביל, גופים עובדים רבים של מכונות ייצור חייבים, על פי הטכנולוגיה של עבודתם, לבצע תרגום (לדוגמה, מסועים, מסועים וכו') או הדדיות (מנגנונים להזנת מכונות חיתוך מתכת, מניפולטורים, בוכנות ומכונות אחרות ).

הפיכת תנועה סיבובית לתנועה טרנסלציונית מתבצעת באמצעות חיבורים קינמטיים מיוחדים: אום בורג, ציוד בורג כדורי, מתלה הילוכים, מנגנון ארכובה ואחרים.

טבעי שיצרני מכונות עבודה ירצו להשתמש במנועים שהרוטור שלהם נע באופן ליניארי כדי להניע את הגופים הפועלים המבצעים תנועה קדימה והולך.

נכון לעכשיו, כוננים חשמליים מפותחים באמצעות אסינכרוני ליניארי, שסתום ו מנועי צעד... באופן עקרוני, כל סוג של מנוע ליניארי יכול להיווצר ממנוע סיבובי על ידי הזזה ליניארית של הסטטור הגלילי במישור.

ניתן לקבל מושג על המבנה של מנוע אינדוקציה ליניארי על ידי הפיכת הסטטור של מנוע האינדוקציה למישור. במקרה זה, וקטור הכוחות הממגנטים של הסטטור ינוע באופן ליניארי לאורך טווח הסטטור, כלומר. במקרה זה, לא נוצר מסתובב (כמו במנועים קונבנציונליים), אלא שדה אלקטרומגנטי נע של הסטטור.

כאלמנט משני, ניתן להשתמש ברצועה פרומגנטית הממוקמת עם מרווח אוויר קטן לאורך הסטטור. רצועה זו פועלת כרוטור תא. האלמנט המשני נישא על ידי שדה הסטטור הנע ונע באופן ליניארי במהירות נמוכה ממהירות שדה הסטטור בכמות ההחלקה המוחלטת ליניארית.

המהירות הליניארית של השדה האלקטרומגנטי הנוסע תהיה

כאשר τ, m - גובה קוטב - המרחק בין קטבים סמוכים של מנוע אסינכרוני ליניארי.

מהירות אלמנט משני

כאשר sL - החלקה ליניארית יחסית.

כאשר המנוע מסופק במתח תדר סטנדרטי, מהירויות השדה המתקבלות יהיו גבוהות מספיק (יותר מ-3 מ'/ש'), מה שמקשה על השימוש במנועים אלה להנעת מנגנונים תעשייתיים. מנועים כאלה משמשים למנגנוני תחבורה מהירים. על מנת להשיג מהירויות ריצה נמוכות יותר ובקרת מהירות של מנוע אינדוקציה ליניארי, הפיתולים שלו מופעלים על ידי ממיר תדרים.

אורז. 1. עיצוב המנוע החד-צירי ליניארי.

מספר אפשרויות משמשות לתכנון מנוע אינדוקציה ליניארי. אחד מהם מוצג באיור. 1.כאן, האלמנט המשני (2) - סרט המחובר לגוף העבודה, נע לאורך המדריכים 1 תחת פעולת שדה אלקטרומגנטי נוסע שנוצר על ידי הסטטור 3. עם זאת, עיצוב זה נוח להרכבה עם מכונה עובדת, זה קשור לזרמי דליפה משמעותיים של שדה הסטטור, וכתוצאה מכך ה-cosφ של המנוע יהיה נמוך.

תאנה. 2. מנוע ליניארי גלילי

כדי להגביר את החיבור האלקטרומגנטי בין הסטטור לאלמנט המשני, מניחים את האחרון בחריץ בין שני הסטטורים, או שהמנוע מעוצב כגליל (ראה איור 2). במקרה זה, הסטטור המנוע הוא צינור. (1), שבתוכם יש פיתולים גליליים (2) שהם פיתול הסטטור. הדסקיות הפרומגנטיות 3 ממוקמות בין הסלילים המהווים חלק מהמעגל המגנטי. האלמנט המשני הוא מוט צינורי, העשוי אף הוא מחומר פרומגנטי.

למנועי אינדוקציה ליניאריים יכולים להיות גם עיצוב הפוך כאשר המשני הוא נייח בזמן שהסטטור נע. מנועים אלה משמשים בדרך כלל בכלי רכב. במקרה זה, מסילה או סרט מיוחד משמשים כאלמנט משני, והסטטור ממוקם על כרכרה מטלטלת.

החיסרון של מנועים אסינכרוניים ליניאריים הוא היעילות הנמוכה ואיבודי האנרגיה הנלווים, בעיקר באלמנט המשני (הפסדי החלקה).

לאחרונה, בנוסף לאסינכרוני, החלו להשתמש בהם מנועים סינכרוניים (שסתום).... העיצוב של מנוע ליניארי מסוג זה דומה לזה שמוצג באיור. 1. הסטטור של המנוע הופך למישור, ומגנטים קבועים מונחים על המשני.גרסה עיצובית הפוכה אפשרית כאשר הסטטור הוא חלק נע והאלמנט המשני של המגנט הקבוע הוא נייח. פיתולי הסטטור מוחלפים בהתאם למיקום היחסי של המגנטים. למטרה זו, חיישן מיקום (4 - באיור 1) מסופק בעיצוב.

מנועי צעד ליניאריים משמשים ביעילות גם עבור כוננים מיקוםיים. אם הסטטור של מנוע הצעד נפרס במישור, והאלמנט המשני עשוי בצורת לוח, שעליו נוצרות שיניים על ידי כרסום התעלות, אז עם החלפה מתאימה של פיתולי הסטטור, האלמנט המשני יבצע תנועה בדידה, שהצעד שלה יכול להיות קטן מאוד - עד שברירי מילימטר. עיצוב הפוך משמש לעתים קרובות כאשר המשני הוא נייח.

המהירות של מנוע צעד ליניארי נקבעת לפי ערך הפרדת השיניים τ, מספר השלבים m ותדירות המיתוג

השגת מהירויות תנועה גבוהות אינה יוצרת קשיים, שכן העלייה בחלוקה ותדירות ההילוכים אינה מוגבלת על ידי גורמים טכנולוגיים. קיימות הגבלות על הערך המינימלי של τ, שכן היחס בין הגובה לרווח בין הסטטור למשני חייב להיות לפחות 10.

השימוש בכונן דיסקרטי מאפשר לא רק לפשט את התכנון של מנגנונים המבצעים תנועה חד-ממדית ליניארית, אלא גם מאפשר להשיג תנועות דו או מרובות צירים באמצעות כונן יחיד.אם שתי מערכות מתפתלות ממוקמות בצורה אורתוגונלית על הסטטור של החלק הנייד, ונעשים חריצים באלמנט המשני בשני כיוונים מאונכים, אז האלמנט הנייד יבצע תנועה בדיד בשתי קואורדינטות, כלומר. לספק תנועה במטוס.

במקרה זה, מתעוררת הבעיה של יצירת תמיכה עבור האלמנט הנייד. כדי לפתור אותה, ניתן להשתמש בכרית אוויר - לחץ האוויר המסופק לחלל מתחת לאלמנטים הנעים. מנועי צעד ליניאריים מספקים דחף נמוך יחסית ויעילות נמוכה. תחומי היישום העיקריים שלהם הם מניפולטורים של אור, מכונות הרכבה קלות, מכונות מדידה, מכונות חיתוך בלייזר והתקנים אחרים.