линейни мотори

Интересни и широки перспективи за развитие на електрическото задвижване, свързан с използването на така наречените линейни мотори.
Голям брой механизми производство и устройства са възвратно постъпателно или работни органи (подемни машини, захранващото различни машини, преси, чукове и така нататък. D.). В конвенционалните двигатели използвани във връзка със специални видове механични предавки (манивела механизъм, винт за прехвърляне - ядки), като движеща тези механизми и устройства доскоро двигатели съединяващи въртеливо движение в линейно движение на работния орган.
Използването на линейни мотори за опростяване или премахване на механичната трансмисия, подобряване на ефективността и надеждността на задвижващия механизъм и производството като цяло.
Специфика на линеен мотор дизайн и външен вид идентифицира някои специфични термини, използвани за означаване на отделните му части. В момента ние все още не са приели единната система терминология, така че същото значение в техническата литература са инвестирани в концепцията: статора - основният елемент - бобина, ротор - второстепенен елемент - бегач - котва - реактивна ивица. Част от двигателя получава енергия от мрежата, наречена на статора (въпреки че не винаги е фиксирана част) и от страна на мотора, която получава енергия от статора, наречен вторичен елемент.

Фиг. 1. Принципът на линеен AC мотор.
Линейните мотори могат да бъдат асинхронни, синхронни и постоянен ток, повтаряйки на принципа на действието на съответните двигатели въртеливо движение.
Най-широко използваните асинхронни линейни мотори, които считаме за пръв път. Въвеждане на устройството от линеен асинхронен двигател може да бъде получена, ако психически нарязани (фиг. 1), статор 1 и ротор 4 с намотки 2 и 3 на конвенционален асинхронен двигател по оста на генератора и разположени на равнината, както е показано на фигурата. Полученият "плоска" структура е схематична диаграма на линеен двигател. Ако сега намотката на статора 2 на двигателя свързан към мрежата AC, се образува магнитно поле, чиято ос е подвижен по протежение на въздушната междина при скорост V, пропорционална на честотата е на захранващото напрежение и дължината на поле стъпка Т:

Тя се движи по магнитно поле междина преминава роторната намотка проводници 3 и индуцира електродвижещо напрежение под действието на течения, които ще преминават през намотката в тях. Взаимодействията течения с магнитно поле ще доведе до сила, действаща на известна регулация на сушата, в посоката на движение на магнитното поле. Ротор - ще бъде наричана по-нататък има вторичен елемент - под действието на тази сила ще се премести с известно закъснение (плъзгане) на магнитното поле, като по конвенционален асинхронен двигател.

Фиг. 2. Линейни мотори.
и - Long вторичен елемент; Б - с кратко вторичен елемент; в - dvuhstatorny; R -С ядро; 5 - с вторичен елемент във формата на лента.
Показано на фиг. 1 структура е линеен двигател статора със същия размер и вторичен елемент. В допълнение към тази структура, в зависимост от целта на вторичен линеен мотор елемент може да бъде по-дълъг от статора (фиг. 2а) или по-къс (фиг. 2,6). Тези двигатели са получили съответно заглавие статорните двигатели с къса и средно къс елемент.
Средно елемент на линеен мотор не винаги е снабден с намотка. Често - и това е едно от предимствата на линеен асинхронен двигател - металния лист (лента), като вторичен елемент се използва, както е показано на фиг. 2D. Където вторичното елемент може да бъде разположен между двата статорите (фиг. 2с), или между статора и феромагнитна сърцевина (Фиг. 2D). схема на двигател е показано на фиг. 2.6, се нарича еднопосочен мотор статор, със схемата на Фиг. 2, в - с двустранен статор и със схемата на Фиг. 2 г - еднопосочен и сърцевината на статора.
Вторичният елемент е изработен от мед, алуминий или стомана, с използването на немагнитен вторичен структурен елемент поема схеми на приложение с приключването на магнитния поток през феромагнитни елементи, такива като, например, на Фиг. 2, с, за някои широко използваните компоненти сложни вторични елементи с съседни ленти от немагнитен и феромагнитен материал, от феромагнитен лента служи като част на магнитната верига.
Принципът на линейни мотори с вторичен елемент във форма на лента работа на повтаря нормална асинхронен двигател с масивна феромагнитен или немагнитен кух ротор. линейни мотор статорните намотки имат същите връзки схема като тази на конвенционалните асинхронни двигатели, и обикновено са свързани с трифазен променлив ток.
Имайте предвид, че линейните мотори често работят в така наречената обърната режим на шофиране, когато на вторичния елемент е фиксирана и се движи на статора. Такова линеен двигател, двигателят получава името си от подвижната статора е особено широко използвани в електрически превозни средства.
Видове са линейни асинхронни двигатели и тръба (коаксиални) двигатели дъга.

Фиг. 3. Arc двигател.
Arc двигател характеризира с подреждане на намотката по периферията, както е показано на фиг. 3. Функцията на този двигател е зависимостта на скоростта на въртене на ротора му I от дължината на дъгата, които са разположени на две статорните намотки 3.
Да приемем, че намотките на статора са разположени по дъга, чиято дължина съответства на централния ъгъл а = 2MP, където m - дължината на поле терена и р - броят на полюсните двойки. Тогава ток в един период на въртящата областта на статора да ъгъл на въртене. и по време на
милионминута поле върти обороти, т. е. да има въртене NP скорост, об / мин. С избирането на различен и може да изпълнява дъгови мотори с различни скорости на носещия винт.
Една от характерните дизайна на тръбния линеен двигател е показан на фиг. 4.
Motor статор 1 има формата на тръби, в които са разположени между променлив плосък диск 2 намотки (статорните намотки) и метална шайба 3, които са част на магнитната верига. мотор винтови групи са свързани за образуване на отделни двигателя фазови намотки. Статорът се поставя вътре вторичен елемент 4 също на тръбна форма, изработена от феромагнитен материал. При свързване към мрежа на намотката на статора по протежение на вътрешната повърхност на бягащо магнитно поле, което предизвиква в тялото на течения вторични елементи, насочени по неговата обиколка. Взаимодействието на тези токове с магнитното поле на двигателя създава в елемент сила на вторичния действа по тръбата, което причинява (фиксирана статор) движение на спомагателния елемент в тази посока.
Тръбният структура се характеризира с линейни мотори аксиална посока на магнитния поток на вторичния елемент, за разлика от плосък линеен мотор, в която магнитен поток има радиална посока.

Фиг. 4. тръба (коаксиален) линеен двигател.
Нека сега разгледаме някои типични практически проекти на линейни асинхронни двигатели във връзка с производствените механизми.
Широкото използване на линейни мотори, намерени в електрически камион, в резултат на редица предимства на тези двигатели. Един от тях, вече бе отбелязано по-горе, се определя от праволинейно движение на спомагателния елемент (или статора), които естествено се слива с характера на движението на различни превозни средства.

Фиг. 5. формулирането на линейния мотор с превозното средство.
Други, не на последно място благодарение на независимостта на тяга от задвижващи колела с релсата, което е невъзможно за конвенционалните системи Електрически задвижващи. Ето защо, ускорението и скоростта на движение на транспортни средства, използващи линейни мотори може да бъде произволно висока и само ограничен комфорт на движение допустима скорост на колелата търкалящи се по релсов път и пътни динамична стабилност и Coil транспорт път. Изключени когато се използват линейни мотори и електрически приплъзване транспортно колело.
Един от възможните схеми дизайн Шарнирната на линейния мотор с релсовото превозно средство, показано на фиг. 5. линейният мотор, монтиран на стойката 3 на подвижния състав, има структура с двустранно статора 1. вторичен елемент е подсилена лента между релсите 2. захранващото напрежение на статора на двигателя чрез плъзгащи се контакти.
Има и дизайни на линейни мотори, където вторичното елемент или елементи са релса
носеща структура. Такива схеми се характеризират по-специално за механизми за движение на пътници и товари монорелсови и кранови пътища. Фиг. 6 показва едно примерно вътрешен линеен мотор, предназначен за монорелсова. Този двигател има двустранен статор 2 с намотка 1, във вътрешността на който е вторичен елемент във формата на лента 3. статора на двигателя се придвижва по протежение на лентата чрез извършване ролки 5. ролки 4 служат за взаимното фиксиране на статора и вторичен елемент в хоризонтална посока. Технически данни на двигателя следните: максимална тяга на 3800 N, за оборотите на двигателя 37 km / ч, номиналния ток от 200 А, ефективността на 50%, фактор мощност от 0,4. Двигателят се захранва от трифазна AC честота мрежа от 50 Hz и напрежение 380 V.
Фиг. 7 показва пример за използването на линейни асинхронни двигатели за много различни членове транспортни механизми. Конвейерът за придвижване на насипния материал 1 от бункера 2, метална лента 3, монтирана върху барабана 4. метална лента 5 цикъла в статора на линеен двигател, като вторичен елемент. Използването на линейния двигател в този случай намалява приплъзването на напрягане на колана и да го премахне, повишаване на скоростта и надеждността на работа на конвейера.

Фиг. 6. линеен двигател за монорелсова.

Фиг. 7. линеен двигател за конвейера.
От голям интерес е използването на линеен двигател за чукане машини, като набиване чукове, използвани в пътни работи и строителството. Структурната схема на такъв чук е показано на фиг. 8. статора на линейния двигател 1 е разположен на рамото на чук 2 и може да се движи по протежение на водещия бум във вертикална посока от лебедка част 3. чук на въздействието 4 е и вторичен мотор елемент.
За повдигане чук чук двигател е включен, така че областта на движение е насочена нагоре. При приближаване на ударната крайно горно положение на двигателя е изключен и почукване част се спуска надолу върху купчината под влиянието на гравитацията. В някои случаи, двигателят не е изключено и обратно, като по този начин увеличаване на енергията на удара. Тъй като проникването на статора на двигателя купчина се премества надолу от лебедка.
Електрически чук е лесно да се произвежда, не изисква повишено производство прецизни детайли, не е чувствителен към промените в температурата и може да влезе в експлоатация почти веднага.
Широкото получава линеен мотор и в леката промишленост, по-специално в текстилната промишленост. Един пример за използване на линеен мотор в текстилната промишленост е за шофиране трансфер резба или плотер сноп. Идеята на такова използване на линейни мотори се базира на основната възможността за комбиниране на функциите на трансфер органичен и средно линеен мотор елемент.

Фиг. 8. линеен двигател за набиване чук.
Един от възможните концепции на обвивката, показана на Фиг. 9. Системата за моторно задвижване е образувана от две цилиндрични статори 1 и 2,
край, снабден с клапи 3. Вторичният елемент е лек алуминиев плотер 4 за улавяне на преждата, която се движи един от друг в статора по водещия канал 5.
При намиране плотер статор 1 в управляващото устройство 6 се прилага напрежение на статора, така че получените сили пътуващата магнитното поле от плотер на статора. Плотер мухи по водещия канал в другата статора, тротоарни нишката и там се спира чрез спирачен режим на работа на статора 2 и 3. След това, устройството за контрол на клапата минава статора 2 за образуване поле пътуващ по посока на статора I, статор 1 себе си - в режим на спиране , Цикълът се повтаря с придвижване плотер.

Фиг. 9. линейният мотор за станове.
Станове прави на този принцип, висока производителност, лекота на автоматизация и лесна поддръжка.
В момента, много местни организации и фабрики развиват и масово производство на линеен асинхронен двигател, включително:
двигатели от няколко вата до 660 кВт при скорости на движение от 1.4 до 42 м / сек за транспортната система;
dvuhstatornye тягови двигатели от 5 до 1000 кВт със скоростта на 8,4-11,2 м / сек за индустриални превозни средства и различни индустриални машини;
odnostatornye тягови двигатели за транспортния капацитет от 26, 120 и 660 кВт при скорост на движение от 10, 25.2 и 33.6 m / и;
тягови двигатели, използващи железопътен транспорт, тъй като вторичен елемент;
линеен Микромотори AC и DC мощност за задвижване на машините на леката промишленост и за самостоятелно записващи устройства.
Таблица 1

Номинална сила, N