Elektrinė pavara su tiesiniais varikliais

Dauguma elektros variklių yra sukamieji. Tuo pačiu metu daugelis gamybinių staklių darbinių korpusų pagal savo darbo technologiją turi atlikti transliacinius (pavyzdžiui, konvejeriai, konvejeriai ir kt.) arba stūmoklinius (metalo pjovimo staklių, manipuliatorių, stūmoklių ir kitų staklių padavimo mechanizmus). ).

Sukamojo judesio transformavimas į transliacinį judėjimą atliekamas specialiomis kinematinės jungtimis: sraigtinė veržlė, sferinė sraigtinė pavara, krumpliaračių stelažas, alkūninis mechanizmas ir kt.

Natūralu, kad darbinių mašinų konstruktoriai nori naudoti variklius, kurių rotorius juda linijiškai, varyti darbinius kūnus, atliekančius pirmyn ir atgal judesius.

Šiuo metu elektrinės pavaros kuriamos naudojant linijinę asinchroninę, vožtuvinę ir žingsniniai varikliai… Iš esmės bet kokio tipo linijinis variklis gali būti suformuotas iš sukamojo variklio, tiesiškai judant cilindrinį statorių plokštumoje.

Linijinio indukcinio variklio sandaros idėją galima gauti pasukant asinchroninio variklio statorių į plokštumą. Tokiu atveju statoriaus įmagnetinimo jėgų vektorius judės tiesiškai išilgai statoriaus tarpatramio, t.y. tokiu atveju susidaro ne besisukantis (kaip įprastuose varikliuose), o judantis elektromagnetinis statoriaus laukas.

Kaip antrinis elementas gali būti naudojama feromagnetinė juostelė su nedideliu oro tarpu išilgai statoriaus. Ši juostelė veikia kaip ląstelės rotorius. Antrinis elementas yra nešamas judančio statoriaus lauko ir juda tiesiškai greičiu, mažesniu už statoriaus lauko greitį tiesinio absoliutaus slydimo dydžiu.

Judančio elektromagnetinio lauko linijinis greitis bus

čia τ, m — polių žingsnis — atstumas tarp gretimų tiesinio asinchroninio variklio polių.

Antrinio elemento greitis

kur sL — santykinis tiesinis slydimas.

Kai variklis tiekiamas standartinio dažnio įtampa, susidarantys lauko greičiai bus pakankamai dideli (daugiau nei 3 m/s), todėl šiuos variklius sunku naudoti pramoniniams mechanizmams valdyti. Tokie varikliai naudojami greitaeigiams transporto mechanizmams. Siekiant išgauti mažesnius tiesinio indukcinio variklio veikimo greičius ir greičio reguliavimą, jo apvijos maitinamos dažnio keitikliu.

Ryžiai. 1. Linijinio vienaašio variklio konstrukcija.

Linijinio indukcinio variklio projektavimui naudojamos kelios parinktys. Vienas iš jų parodytas fig. 1.Čia antrinis elementas (2) - juosta, sujungta su darbiniu korpusu, juda išilgai kreiptuvų 1, veikiant statoriaus 3 sukuriamam slenkančiam elektromagnetiniam laukui. Tačiau tokią konstrukciją patogu montuoti su veikiančia mašina. yra susijęs su didelėmis statoriaus lauko nuotėkio srovėmis, dėl kurių variklio cosφ bus mažas.

Fig. 2. Cilindrinis tiesinis variklis

Norint padidinti elektromagnetinį ryšį tarp statoriaus ir antrinio elemento, pastarasis dedamas į plyšį tarp dviejų statorių arba variklis projektuojamas kaip cilindrinis (žr. 2 pav.) Šiuo atveju variklio statorius yra vamzdis. (1), kurios viduje yra cilindrinės apvijos (2), kurios yra statoriaus apvija. Feromagnetinės poveržlės 3 yra tarp ritių, kurios yra magnetinės grandinės dalis. Antrinis elementas yra vamzdinis strypas, kuris taip pat pagamintas iš feromagnetinės medžiagos.

Tiesiniai indukciniai varikliai taip pat gali turėti apverstą konstrukciją, kai antrinis yra nejudantis, kol statorius juda. Šie varikliai dažniausiai naudojami transporto priemonėse. Šiuo atveju kaip antrinis elementas naudojamas bėgis arba speciali juosta, o statorius dedamas ant kilnojamojo vežimėlio.

Linijinių asinchroninių variklių trūkumas yra mažas efektyvumas ir su tuo susiję energijos nuostoliai, daugiausia antriniame elemente (slydimo nuostoliai).

Neseniai, be asinchroninių, jie buvo pradėti naudoti sinchroniniai (vožtuviniai) varikliai… Šio tipo tiesinio variklio konstrukcija yra panaši į pavaizduotą fig. 1. Variklio statorius pasuktas į plokštumą, o antrinėje – nuolatiniai magnetai.Galimas apverstas konstrukcijos variantas, kai statorius yra kilnojama dalis, o nuolatinio magneto antrinis elementas yra stacionarus. Statoriaus apvijos perjungiamos priklausomai nuo santykinės magnetų padėties. Tam tikslui projekte yra numatytas padėties jutiklis (4 — 1 pav.).

Linijiniai žingsniniai varikliai taip pat efektyviai naudojami padėties pavaroms. Jei žingsninio variklio statorius yra išdėstytas plokštumoje, o antrinis elementas pagamintas plokštės pavidalu, ant kurios frezuojant kanalus suformuojami dantys, tada tinkamai perjungus statoriaus apvijas, antrinis elementas veiks. diskretiškas judesys, kurio žingsnis gali būti labai mažas – iki milimetro dalių. Apverstas dizainas dažnai naudojamas ten, kur antrinis yra stacionarus.

Linijinio žingsninio variklio greitis nustatomas pagal danties atskyrimo τ reikšmę, fazių skaičių m ir perjungimo dažnį

Didelio judėjimo greičio pasiekimas nesukelia sunkumų, nes pavarų padalijimo ir dažnio padidėjimo neriboja technologiniai veiksniai. Egzistuoja minimalios τ vertės apribojimai, nes žingsnio ir tarpo tarp statoriaus ir antrinės dalies santykis turi būti bent 10.

Diskrečios pavaros naudojimas leidžia ne tik supaprastinti mechanizmų, atliekančių linijinį vienmatį judesį, konstrukciją, bet ir leidžia gauti dviejų ar kelių ašių judesius naudojant vieną pavarą.Jeigu ant kilnojamosios dalies statoriaus statmenai dedamos dvi apvijų sistemos, o antriniame elemente dviem statmenomis kryptimis daromi grioveliai, tai kilnojamasis elementas diskretišką judėjimą atliks dviem koordinatėmis, t.y. užtikrinti judėjimą plokštumoje.

Tokiu atveju iškyla kilnojamojo elemento atramos sukūrimo problema. Jai išspręsti galima panaudoti oro pagalvę – tiekiamo oro slėgį į erdvę po judančiais elementais. Linijiniai žingsniniai varikliai užtikrina palyginti mažą trauką ir mažą efektyvumą. Pagrindinės jų taikymo sritys yra šviesos manipuliatoriai, šviesos surinkimo mašinos, matavimo mašinos, lazerinio pjovimo staklės ir kiti įrenginiai.