motoare liniare
perspective interesante și largi pentru dezvoltarea de acționare electrică asociat cu utilizarea așa-numitelor motoare liniare.
Un număr mare de mecanisme și dispozitive de fabricație sunt cu piston alternativ sau cu piston organisme de lucru (de ridicare mașini, alimentator diverse mașini-unelte, prese, ciocane și așa mai departe. D.). La motoarele convenționale utilizate în combinație cu anumite tipuri de transmisii mecanice (mecanism cu manivelă, șurubul de transfer - nuci) ca conducerea acestor mecanisme și dispozitive, până de curând, motoarele transforma mișcarea de rotație în mișcare liniară a corpului de lucru.
Utilizarea motoarelor liniare pentru a simplifica sau elimina transmisia mecanică, pentru a îmbunătăți eficiența și fiabilitatea mecanismului de antrenare și de producție în ansamblu.
Specificitatea de proiectare motor liniar și aspectul identificat unii termeni specifici utilizați pentru a desemna părțile sale individuale. In prezent nu am adoptat încă un sistem de terminologie unificat, astfel încât același înțeles în literatura de specialitate sunt investite în conceptul: stator - elementul primar - un inductor, un rotor - un element secundar - alergător - ancoră - bandă reactivă. O parte a motorului primește energie de la rețea, numită statorul (deși nu este întotdeauna o parte fixă) și partea motorului care primește energie de la stator, numit un element secundar.
Fig. 1. Principiul motorului de curent alternativ liniar.
Motoarele lineare pot fi asincron, sincron și curent continuu, repetând pe principiul acțiunii motoarelor respective de mișcare de rotație.
Motoarele liniare asincrone utilizate cel mai larg, pe care le considerăm mai întâi. Introducerea dispozitivului motorului de inducție liniară poate fi obținută dacă se taie mental (Fig. 1), un stator 1 și un rotor 4 cu înfășurări 2 și 3 ale unui motor de inducție convențional de-a lungul axei generatorului și dislocate avionul, așa cum se arată în figură. Rezultantă „planar“ structura este o diagramă schematică a unui motor liniar. Dacă acum înfășurarea statorică 2 a motorului conectat la rețeaua de curent alternativ, câmpul magnetic este format, a cărei axă este deplasabil de-a lungul fantei de aer, la o viteză V, proporțională cu frecvența f a tensiunii de alimentare și lungimea pasului pol T:
Se mișcă de-a lungul câmpului magnetic gap traversează rotorul conductorii 3 înfășurării și induce forță electromotoare sub acțiunea curenților care curg prin înfășurării în ele. curenți de interacțiune cu un câmp magnetic va avea ca rezultat o forță care acționează în reglementarea cunoscută Land, în direcția de deplasare a câmpului magnetic. Rotor - va fi denumit în continuare are un element secundar - sub acțiunea acestei forțe se va deplasa cu o oarecare întârziere (de alunecare) a câmpului magnetic, ca în motor de inducție convențional.
Fig. 2. motoare liniare.
și - elementul secundar pe termen lung; B - cu elementul secundar scurt; în - dvuhstatorny; r core -c; 5 - cu un element secundar sub forma unei benzi.
Se arată în Fig. 1 structură este un stator motor liniar cu aceeași dimensiune și elementul secundar. În plus față de această structură, în funcție de scopul unui element liniar cu motor secundar poate fi mai lung decât stator (Fig. 2a) sau mai scurtă (fig. 2,6). Aceste motoare au primit motoare ale statorului, respectiv, titlu cu un scurt și un element secundar scurt.
Element secundar al motorului liniar nu este prevăzută întotdeauna cu o înfășurare. De multe ori - și acesta este unul dintre avantajele motorului de inducție linear - foaia metalică (benzi) ca celulă secundară este utilizată așa cum este prezentat în Fig. 2D. Unde elementul secundar poate fi dispusă între cele două statoare (fig. 2c) sau între stator și miezul feromagnetic (Fig. 2d). schema de proiectare a motorului este prezentat în Fig. 2.6, se numește un motor cu sens unic stator, cu schema din Fig. 2, în - cu stator cu două fețe și cu schema din Fig. 2 r - un one-way și miezul statoric.
Elementul secundar este realizat din cupru, aluminiu sau oțel, cu utilizarea unui element structural secundar nemagnetic presupune circuite de aplicare cu închiderea fluxului magnetic prin elementele feromagnetice, cum ar fi, de exemplu, în fig. 2, c, pentru unele componente elemente secundare complexe utilizate pe scară largă cu benzi continue de material nemagnetic și feromagnetic, banda feromagnetic servește ca o parte a circuitului magnetic.
Principiul de funcționare al motoarelor lineare cu un element secundar în formă de bandă de lucru se repetă motor asincron normal, cu un rotor tubular feromagnetic sau nemagnetic masivă. liniare înfășurările statorului motorului au conexiuni același circuit cu cea a motoarelor de inducție convenționale și de obicei sunt conectate la sursa de curent alternativ trifazat.
Rețineți că motoarele liniare funcționează adesea în așa-numitul modul de conducere inversat atunci când elementul secundar este fix și se mută statorului. Un astfel de motor liniar, motorul devine numele său de stator mobil este, în special, utilizat pe scară largă în vehicule electrice.
Speciile sunt motoare asincrone liniare și tuburi motoare (coaxial) arc.
Fig. 3. Arc motor.
motor Arc caracterizat printr-un aranjament al înfășurării pe circumferință, așa cum se arată în Fig. 3. Caracteristica acestui motorului este dependența vitezei de rotație a rotorului I sa din lungimea arcului, care sunt situate pe două înfășurări statorice 3.
Să presupunem că înfășurările statorului sunt aranjate pe arc, a cărui lungime corespunde unghiului centrală a = 2 MP, unde m - lungimea terenului pol și p - numărul de perechi de poli. Apoi curentul într-o perioadă a câmpului de rotație al statorului pentru a face unghiul de rotație. și în timpul
un câmp minut se rotește la turații, t. e. va avea o viteză de rotație np, rot / min. Selectând diferite și poate realiza motoare cu arc electric cu viteze diferite ale rotorului.
Unul dintre desenele tipice ale motorului liniar tubular este prezentat în Fig. 4.
Motor Statorul 1 prezintă sub formă de tuburi, în interiorul căreia sunt aranjate alternativ între un disc plat 2 bobine (înfășurări statorice) și o șaibă metalică 3, care sunt parte a circuitului magnetic. grupuri elicoidale cu motor sunt conectate pentru a forma o separat înfășurări de fază a motorului. Statorul este plasat în interiorul unui element secundar 4, de asemenea, de formă tubulară realizată din material feromagnetic. La conectarea la o rețea de înfășurare a lungul suprafeței sale interioare un câmp magnetic deplasare care induce în corpul curenții de element secundar direcționat de-a lungul circumferinței sale stator. Interacțiunea dintre acești curenți cu câmpul magnetic al motorului creează în forța elementului secundar care acționează de-a lungul tubului, care determină (la stator fix) mișcarea elementului secundar în această direcție.
Structura tubulară este caracterizată prin motoare liniare axial direcția fluxului magnetic în elementul secundar, în contrast cu motor liniar plat în care fluxul magnetic are o direcție radială.
Fig. 4. Tub (coaxial) motor liniar.
Să luăm acum în considerare unele modele practice tipice ale motoarelor asincrone liniare în legătură cu mecanismele de producție.
Utilizarea pe scară largă a motoarelor lineare găsite într-un camion electric, condus de o serie de avantaje ale acestor motoare. Unul dintre ei, deja menționat mai sus, este determinată de mișcarea rectilinie a elementului secundar (sau stator), care se îmbină în mod natural cu caracterul mișcării diferitelor vehicule.
Fig. 5. Articularea motorului liniar cu vehiculul.
Altele, nu în ultimul rând datorită independenței de tracțiune prin roți de tracțiune cu șina, ceea ce este imposibil pentru sistemele convenționale de propulsie electrică. Prin urmare, accelerația și viteza de deplasare a mijloacelor de transport care utilizează motoare liniare poate fi arbitrar de mare și doar limitată de mișcare confort viteza admisibilă a roților de rulare pe șine și a stabilității dinamice rutier și calea de transport Coil. Exclus atunci când se utilizează motoare liniare și derapaj roata de transport electric.
O posibilă scheme de proiectare articulare a motorului liniar cu vehiculul feroviar prezentat în Fig. 5. Motorul linear, montat pe căruciorul 3 al materialului rulant, are o structură cu stator cu două fețe 1. Elementul secundar este întărită de bandă între șine 2. Tensiunea electrică furnizată statorul motorului prin contacte glisante.
Există, de asemenea, modele de motoare liniare, în care elementul secundar sau elemente sunt șină
care poartă structura. Aceste circuite sunt caracterizate, în special, pentru mecanismele de circulație de pasageri și de marfă monorai și drumuri de macara. Fig. 6 prezintă un motor liniar intern exemplar, proiectat pentru monorai. Acest motor are două fețe stator 2 cu o înfășurare 1, în interiorul căruia este un element secundar sub forma unei benzi 3. statorul motorului este deplasat de-a lungul benzii prin realizarea rolelor 5. Rolele 4 servesc pentru fixarea reciprocă a statorului și elementul secundar în direcție orizontală. Date tehnice ale motorului următoarele: forța de tracțiune maximă de 3800 N, viteza motorului 37 km / h, curentul nominal de 200 A, eficiența de 50%, un factor de putere de 0,4. Motorul este alimentat de trei faze de curent alternativ de frecvență rețea de 50 Hz și o tensiune de 380 V.
Fig. 7 prezintă un exemplu de utilizare a motoarelor de inducție liniare pentru sarcini de diferite mecanisme de articole de transport. Transportorul pentru deplasarea materialului în vrac 1 din buncărul 2, o bandă de metal 3 montat pe tamburul 4. Banda metalică 5 trece în interiorul statorului unui motor liniar, fiind un element secundar. Utilizarea motorului liniar, în acest caz, se reduce alunecarea curelei de pretensionare și eliminarea acesteia, a spori viteza și fiabilitatea de funcționare a transportorului.
Fig. 6. Motorul linear pentru monorai.
Fig. 7. Motorul linear pentru transportor.
De mare interes este utilizarea unui motor liniar pentru mașinile cu ciocanul, cum ar fi ciocane folosite în Piling lucrări de drumuri și construcții. Diagrama structurală a unui astfel de ciocan este prezentată în Fig. 8. Statorul motorului liniar 1 este situat pe brațul ciocan 2 și poate fi deplasat de-a lungul brațului de ghidare în direcția verticală printr-o porțiune de troliu 3. ciocan Impact 4 este, de asemenea, elementul de motor secundar.
Pentru ridicarea motorului ciocan ciocan este pornit, astfel încât câmpul de deplasare a fost îndreptată în sus. Când se apropie de ciocan poziția superioară extremă a motorului este deconectat, iar partea detonație este coborât în jos pe grămada de sub influența gravitației. În unele cazuri, motorul nu este oprit și inversat, crescând astfel energia de impact. Deoarece penetrarea statorul motorului gramada este deplasat în jos de către un troliu.
ciocan electric este ușor de fabricat, nu are nevoie de fabricație a crescut piese de precizie, este insensibil la schimbările de temperatură și poate intra în funcțiune aproape imediat.
Răspândită primește motor liniar și în industria ușoară, în special în industria textilă. Un exemplu de utilizare a unui motor liniar în industria textilă este de a conduce firul de transfer sau de război de țesut plotter. Ideea unei astfel de utilizări a motoarelor liniare se bazează pe posibilitatea de a combina principal funcțiile elementului motor liniar organic și secundar de transfer.
Fig. 8. Motorul linear pentru Piling ciocan.
Unul dintre posibilele concepte ale războiului de țesut prezentat în Fig. 9. Sistemul de acționare este format din două statoare cilindrice 1 și 2,
capăt prevăzut cu amortizoare 3. Elementul secundar este un plotter ușor din aluminiu 4 pentru a capta fire, care se mișcă una față de alta în stator de-a lungul canalului de ghidare 5.
Când găsirea plotter statorului 1 în dispozitivul de control 6 se aplică o tensiune la stator, astfel încât forțele care rezultă câmpul magnetic de deplasare plotter stator. Plotter zboară de-a lungul canalului de ghidare în celălalt statorului, deschizând firul și se frânată prin modul de acționare a frânei al statorului 2 și 3. Apoi, dispozitivul de comandă pentru clapetă comută statorului 2 pentru a forma un câmp de deplasare în direcția statorului I, un stator 1 în sine - în modul de frânare . Ciclul se repetă plotter în mișcare.
Fig. 9. Motorul linear pentru războaie de țesut.
Looms făcut pe acest principiu, de înaltă performanță, ușurința de automatizare și ușurința de întreținere.
În prezent, multe organizații interne și fabrici să dezvolte și mass-produc un motor de inducție liniară, inclusiv:
motoare de la câteva wați până la 660 kW la viteze de deplasare de la 1,4 până la 42 m / s pentru sistemul de transport;
dvuhstatornye motoarelor de tractiune 5-1000 kW cu viteza de 8,4-11,2 m / sec pentru vehicule industriale și diverse mașini industriale;
odnostatornye motoare de tracțiune pentru capacitatea de transport de 26, 120 și 660 kW la o viteză de deplasare de 10, 25,2 și 33,6 m / s;
motoarele de tracțiune cu ajutorul șinei ca element secundar;
liniar micromotoare de curent alternativ și DC pentru a conduce mașinile de industria ușoară și pentru instrumente de auto-înregistrare.
Tabelul 1
forță nominală, N