Dinamik lineer motor
Evde ve yurtdışında birçok akademisyen ve araştırma enstitüsü dinamik lineer motorlar üzerinde çalışmıştır, ancak bunların çoğu kalıcı mıknatısların yapısının ve malzemelerinin optimizasyonuna, motorun genel yapısına, kontrol devresi ve yonga tasarımının verimli kontrol ile birleştirilmesine odaklanmıştır. stratejileri. alan. Ancak, güç-güç oranı ve başlangıçtan kararlı duruma kadar zaman gecikmesi konusunda pek fazla araştırma yoktur. Bu bölüm bu bölüm hakkında derinlemesine tartışma yaptı.
Hareketli bobin lineer motoru, harici olarak giriş voltajı sinyalini, ileri geri hareket eden lineer hareketin doğrusal yer değiştirmesine dönüştürebilir ve aynı boyut yapısının yaklaşık 2.5 katı elektromanyetik kuvvet üretebilir ve yüksek doğrusallık ve küçük histerezis özellikleri ile yaygın olarak kullanılır. Dikkat. Bununla birlikte, konvansiyonel yapının tek-sargı bobin takımının hareketi sırasında, manyetik akımın içinde girdap akımı kolaylıkla üretilir, böylece bobin tarafından üretilen elektromanyetik kuvvet azalır. Aynı zamanda, bobin bileşeninin içsel empedans özelliklerine bağlı olarak, hem tepki süresinde hem de tepki hızında belirli sınırlamalar vardır. Büyük çıkışlı elektromanyetik kuvvetin ve yüksek tepki veren hareketli bobinli lineer motorların geliştirilmesi, elektrik mühendisliği alanında bir trenddir.
Bu amaçla, bu çalışmada iki yönlü geri dönüşlü kontrol ile yeni bir tür hareketli bobin lineer motor önerilmektedir. Akım taşıyan bobin için yeni bir bobin ayırma, paralel ve paralel dönüştürme kombinasyonu benimsenmiştir ve bobin ve her iki ucunun yükleme tepki süresi, direnç ve zaman sabiti değiştirilerek artırılmıştır. PWM darbe genişlik modülasyon kontrol yöntemi, bobin akımının büyüklüğünü ve yönünü kontrol etmek için kullanılır, bu sadece kararlı ve bozulmamış motor anahtarlama kontrolünü elde edemez, aynı zamanda cihazın büyük elektromanyetik kuvvet çıkışını ve yüksek frekans tepki özelliklerini gerçekleştirir.
Yapı ve prensibi
Hareketli bobin tipi lineer motorun yapısı, Şekil l'de gösterildiği gibidir. Çok sayıda dairesel mıknatıs, muhafazanın iç duvarının çevresi üzerinde düzenlenmiştir ve armatür, dairesel sabit mıknatıs gövdesine yerleştirilmiştir ve Muhafazanın bir ucuna vidalarla sabitlenmiştir. Akım taşıyan bobin, elektromanyetik kuvvet bobini bobininin etrafına sarılır ve çıkış miline bağlanır, kalıcı mıknatıs ve armatür arasında bir kılavuz pimi vasıtasıyla bir hava boşluğu boyunca yüzer ve bir sızdırmazlık haznesi ile dışarıdan ayrılır.
Kontrol prensibi Şekil 3'te gösterilmiştir. İlk olarak, giriş sinyali voltajı ui amplifikatör tarafından işlenir ve daha sonra kontrol bobinine yüklenir. Akım taşıyan kontrol bobini, elektromanyetik kuvvet bobini bobini ile birlikte, sabit mıknatıs tarafından sağlanan sabit manyetik alanda Fcd elektromanyetik kuvvet tarafından üretilir. Yer değiştirme xc, çekirdeğin birlikte hareket ettiği şekildedir. Bobin düzeneği, yer değiştirme sensörünün konum hatasını algılar ve daha sonra bobin düzeneğinin gerektiği gibi doğru konumda kalmasını sağlamak için bir giriş gerilimi ue'ye bir düzeltme voltajı olarak dengelenen bir sinyal voltajına dönüştürür. Elektromanyetik kuvvetin büyüklüğü ve yönü, bobindeki kontrol akımı i'nin büyüklüğüne ve yönüne bağlıdır. Elektromanyetik kuvvetin (Fcd) yönü, giriş voltajı sinyalinin yönünü değiştirerek değiştirilir, böylece çift yönlü hareket sağlanır. Bu sayede sistem, kontrol doğruluğunu ve tepki hızını da artıran kapalı döngü ile kontrol edilir.
Elektromanyetik kuvvet Fcd daima armatür akımı i ile orantılıdır ve indüklenen elektromotor kuvvet (E) her zaman hareket hızı vc ile orantılıdır. Orantısal katsayılar sırasıyla elektromanyetik kuvvet sabiti ve arka elektromotor kuvvet sabiti olarak adlandırılır ve ikisinin değerleri biraz farklıdır. Armatür reaksiyonunun etkisi, büyük ölçüde aynıdır, yaklaşık olarak hava boşluğu manyetik indüksiyonu Bg'nin ürünü ve etkili sarma uzunluğu la'dır. Ek olarak, strok aralığı içinde yön değiştirmeye gerek yoktur ve bobin endüktansı, strok aralığı içinde temelde değişmez, dolayısıyla hareketli bobin tipi lineer motor iyi kontrol edilebilirliğe sahiptir.
Kombine bobin tasarımı
Bobin hareketli bobin lineer motorunun önemli bir bileşenidir. Ana işlevi, elektrik enerjisini, aktüatör kontrolü alanında yaygın olarak kullanılan mekanik enerjiye dönüştürmektir. Günümüzde, yaygın olarak kullanılan bobin sarım yöntemi, tek bir bobin kombinasyon metodudur ve tepki hızı ve elektromanyetik kuvvet sınırlıdır ve enerji verimliliği, çevre koruma, yüksek verimlilik ve gereksinimlerin karşılanması güç olan dönüşüm verimliliği düşüktür. yüksek hız. Bu yazıda, orijinal bobin eşit olarak birden fazla bölüme ayrılmıştır ve paralel olarak kullanılmaktadır. Bobinin ağırlığı ve enerji tüketimini büyük ölçüde azaltmakla kalmaz, aynı zamanda malzeme enerjisinin kaybını da azaltır ve büyük elektromanyetik kuvvet ve yüksek frekans yanıtlama gereksinimlerini karşılayabilir.
Aynı voltaj altında, tek bir dizi hareketli bobin serpantin serisi bileşen devresi tepki süresini azaltabilir ve tepki hızını artırabilir, ancak cihazın büyük elektromanyetik kuvvet çıkışını gerçekleştirmesi zordur. Devrenin bobindeki manyetik alandaki bobin uzunluğunu koruyarak, cihazın büyük elektromanyetik kuvvet çıkışı sağlanabilir ve paralel bobinin yolu ile enerjideki bobinin uzunluğu arttırılabilir. tek bobinin tersine göre elektromanyetik gücü artırmak için grup. Elektromotor kuvvet artmaz. Hareketli bobin bobininin tekdüze bölünmesi ve paralel bağlantısı, cihazın direncini ve endüktansını azaltabilir, direnci azaltabilir ve akımı yükseltebilir ve cihazın elektromanyetik kuvvet çıkışını büyük ölçüde artırabilir; bununla birlikte, endüktans nispeten çok küçük olduğu için, hareketli bobin lineer motora verilen yanıt etkilenmez. Büyük.
Geçme akımı çok büyük olduğunda, üretilen manyetik alan hava boşluğu manyetik alanı ile etkileşir, bu da manyetik alanın doğrusal olmayan bir sınırlaması ile sonuçlanır; uzun bir süre için büyük bir akım geçirilir ve çalışma ısısı hızlı bir şekilde ısı kaybına neden olur ve motorun çalışma süresi ve ömrü sınırlıdır; bobinin endüktansı Çalışma akımının varlığı, sürekli duruma ulaşmak için her zaman kolaydır.
sonuç olarak
Aynı voltaj çalışma koşullarında, seri olarak hareketli bobin düzeneği ile karşılaştırıldığında, tek grup hareketli bobin düzeneği, tepki süresini azaltabilen ve tepki hızını artırabilen küçük devre direnci ve küçük endüktansa sahiptir, ancak bunun gerçekleştirilmesi zordur. cihazın büyük elektromanyetik kuvvet çıkışı. Devrenin bobindeki manyetik alandaki bobinin uzunluğunu koruyarak, cihazın büyük elektromanyetik gücü sağlanabilir ve paralel bobin grubunun yolu ile enerjideki bobinin uzunluğu artar. elektromanyetik gücü arttırır ve tek sargının arka elektromotor gücü artmaz. Bu yazıda, eşit olarak bölünmüş bobin düzeneğinin paralel olarak tasarlandığı ve deplasmanın adım tepkisinin yaklaşık 1 mm'ye ulaştığı doğrulanmış olup, bu da 14.6 ms'den daha büyük bir değerden 9.94 ms'den daha azına düşürülmüştür ve tepki hızı daha fazladır. iki katına çıktı. Elektromanyetik kuvvet 10.8N'dir. 93,2N'ye yükselen hızlanma da 8 kat arttı. PWM kontrol modu ile birlikte, daha yüksek frekans cevabının kontrolü gerçekleştirilebilir. Maksimum değere ulaşan elektromanyetik kuvvetin tepki süresi, tüm aygıtın yüksek frekanslı yanıt özelliklerini büyük ölçüde artıran ve kısa çıkış tepki süresi ve büyük elektromanyetik güç sağlayan 0.688 ms'ye düşürülür. Özellikler. Hareketli bobin tipi lineer motor, doğrudan tahrik tipi sayısal kontrol ürünleri gibi yüksek tepki hızı gerektiren çeşitli otomatik kontrol sistemlerine yaygın olarak uygulanabilir ve iyi bir beklentiye sahiptir.
