रैखिक मोटर्स के साथ इलेक्ट्रिक एक्ट्यूएटर

अधिकांश इलेक्ट्रिक मोटर रोटरी हैं। साथ ही, उत्पादन मशीनों के कई कामकाजी निकायों को अपने काम की तकनीक के अनुसार, ट्रांसलेशनल (उदाहरण के लिए, कन्वेयर, कन्वेयर इत्यादि) या पारस्परिक (धातु काटने की मशीन, मैनिपुलेटर्स, पिस्टन और अन्य मशीनों को खिलाने के लिए तंत्र) करना चाहिए। ).

रोटरी मूवमेंट को ट्रांसलेशनल मूवमेंट में ट्रांसफॉर्मेशन विशेष कीनेमेटिक कनेक्शन के माध्यम से किया जाता है: स्क्रू नट, गोलाकार स्क्रू गियर, गियर रैक, क्रैंक मैकेनिज्म और अन्य।

काम करने वाली मशीनों के निर्माणकर्ताओं के लिए यह स्वाभाविक है कि वे ऐसे इंजनों का उपयोग करना चाहते हैं जिनके रोटर रैखिक रूप से काम करने वाले निकायों को आगे और पारस्परिक गति करने के लिए चलाते हैं।

वर्तमान में, रैखिक अतुल्यकालिक, वाल्व और का उपयोग करके इलेक्ट्रिक ड्राइव विकसित किए जाते हैं स्टेपर मोटर्स… सिद्धांत रूप में, किसी भी प्रकार की रैखिक मोटर को एक समतल में बेलनाकार स्टेटर को रैखिक रूप से घुमाकर रोटरी मोटर से बनाया जा सकता है।

इंडक्शन मोटर स्टेटर को प्लेन में बदलकर लीनियर इंडक्शन मोटर की संरचना का अंदाजा लगाया जा सकता है। इस मामले में, स्टेटर के चुम्बकीय बलों का वेक्टर स्टेटर की अवधि के साथ रैखिक रूप से आगे बढ़ेगा, अर्थात इस मामले में, घूर्णन नहीं (पारंपरिक मोटर्स के रूप में), लेकिन स्टेटर का एक यात्रा विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र बनता है।

द्वितीयक तत्व के रूप में, स्टेटर के साथ एक छोटे वायु अंतराल के साथ स्थित एक फेरोमैग्नेटिक पट्टी का उपयोग किया जा सकता है। यह पट्टी सेल रोटर के रूप में कार्य करती है। द्वितीयक तत्व गतिमान स्टेटर क्षेत्र द्वारा ले जाया जाता है और रैखिक निरपेक्ष स्लिप की मात्रा द्वारा स्टेटर क्षेत्र की गति से कम गति से रैखिक रूप से चलता है।

यात्रा विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र का रैखिक वेग होगा

जहाँ τ, m — पोल पिच — एक रेखीय अतुल्यकालिक मोटर के सन्निकट ध्रुवों के बीच की दूरी।

द्वितीयक तत्व गति

जहाँ s - सापेक्ष रेखीय पर्ची।

जब मोटर को मानक आवृत्ति वोल्टेज के साथ आपूर्ति की जाती है, तो परिणामी क्षेत्र वेग पर्याप्त रूप से उच्च (3 m / s से अधिक) होगा, जिससे औद्योगिक तंत्र को चलाने के लिए इन मोटरों का उपयोग करना मुश्किल हो जाता है। ऐसे इंजनों का उपयोग हाई-स्पीड ट्रांसपोर्ट मैकेनिज्म के लिए किया जाता है। एक रैखिक प्रेरण मोटर की कम चलने वाली गति और गति नियंत्रण प्राप्त करने के लिए, इसकी वाइंडिंग्स एक आवृत्ति कनवर्टर द्वारा संचालित होती हैं।

चावल। 1. रैखिक यूनिक्सियल मोटर का डिज़ाइन।

लीनियर इंडक्शन मोटर को डिजाइन करने के लिए कई विकल्पों का उपयोग किया जाता है। उनमें से एक को अंजीर में दिखाया गया है। 1.यहाँ, द्वितीयक तत्व (2) - कार्यशील निकाय से जुड़ा एक टेप, गाइड 1 के साथ स्टेटर 3 द्वारा बनाए गए एक यात्रा विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र की क्रिया के तहत चलता है। हालाँकि, यह डिज़ाइन एक कार्यशील मशीन के साथ असेंबली के लिए सुविधाजनक है, यह स्टेटर क्षेत्र के महत्वपूर्ण रिसाव धाराओं से जुड़ा हुआ है, जिसके परिणामस्वरूप मोटर का cosφ कम होगा।

अंजीर। 2. बेलनाकार रैखिक मोटर

स्टेटर और द्वितीयक तत्व के बीच विद्युत चुम्बकीय कनेक्शन को बढ़ाने के लिए, बाद वाले को दो स्टेटर के बीच स्लॉट में रखा जाता है, या मोटर को सिलेंडर के रूप में डिज़ाइन किया गया है (चित्र 2 देखें)। इस मामले में, मोटर स्टेटर एक ट्यूब है (1), जिसके अंदर बेलनाकार वाइंडिंग होती है (2) जो स्टेटर वाइंडिंग होती है। फेरोमैग्नेटिक वाशर 3 को उन कॉइल्स के बीच रखा जाता है जो मैग्नेटिक सर्किट का हिस्सा हैं। द्वितीयक तत्व एक ट्यूबलर रॉड है, जो कि फेरोमैग्नेटिक सामग्री से भी बना है।

रैखिक प्रेरण मोटर्स में एक उलटा डिज़ाइन भी हो सकता है जहां स्टेटर चलते समय माध्यमिक स्थिर होता है। ये इंजन आमतौर पर वाहनों में उपयोग किए जाते हैं। इस मामले में, एक रेल या एक विशेष टेप का उपयोग द्वितीयक तत्व के रूप में किया जाता है, और स्टेटर को एक चल गाड़ी पर रखा जाता है।

रैखिक अतुल्यकालिक मोटर्स का नुकसान कम दक्षता और संबद्ध ऊर्जा हानि है, मुख्य रूप से द्वितीयक तत्व (स्लिप लॉस) में।

हाल ही में, अतुल्यकालिक के अलावा, उनका उपयोग किया जाने लगा तुल्यकालिक (वाल्व) इंजन… इस प्रकार की एक रैखिक मोटर का डिज़ाइन चित्र में दिखाए गए समान है। 1. मोटर के स्टेटर को एक समतल में बदल दिया जाता है, और स्थायी चुम्बकों को द्वितीयक पर रखा जाता है।एक उलटा डिज़ाइन संस्करण संभव है जहां स्टेटर एक जंगम हिस्सा है और स्थायी चुंबक द्वितीयक तत्व स्थिर है। मैग्नेट की सापेक्ष स्थिति के आधार पर स्टेटर वाइंडिंग्स को स्विच किया जाता है। इस प्रयोजन के लिए, एक स्थिति संवेदक (4 - चित्र 1 में) डिज़ाइन में प्रदान किया गया है।

रेखीय स्टेपर मोटर्स का उपयोग पोजिशनल ड्राइव के लिए भी प्रभावी रूप से किया जाता है। यदि स्टेपर मोटर के स्टेटर को विमान में तैनात किया जाता है, और द्वितीयक तत्व को प्लेट के रूप में बनाया जाता है, जिस पर चैनलों को मिलाने से दांत बनते हैं, तो स्टेटर वाइंडिंग के उपयुक्त स्विचिंग के साथ, द्वितीयक तत्व प्रदर्शन करेगा एक असतत आंदोलन, जिसका चरण बहुत छोटा हो सकता है - एक मिलीमीटर के अंशों तक। एक उलटा डिज़ाइन अक्सर उपयोग किया जाता है जहां माध्यमिक स्थिर होता है।

एक रैखिक स्टेपर मोटर की गति दांत पृथक्करण τ के मान, चरणों की संख्या m और स्विचिंग आवृत्ति द्वारा निर्धारित की जाती है

आंदोलन की उच्च गति प्राप्त करने से कठिनाइयाँ पैदा नहीं होती हैं, क्योंकि विभाजन में वृद्धि और गियर की आवृत्ति तकनीकी कारकों द्वारा सीमित नहीं है। τ के न्यूनतम मूल्य पर प्रतिबंध मौजूद हैं, क्योंकि पिच का अनुपात स्टेटर और माध्यमिक के बीच की खाई को कम से कम 10 होना चाहिए।

असतत ड्राइव का उपयोग न केवल रैखिक एक-आयामी गति करने वाले तंत्र के डिजाइन को सरल बनाने की अनुमति देता है, बल्कि एकल ड्राइव का उपयोग करके दो या बहु-अक्ष गति प्राप्त करना भी संभव बनाता है।यदि दो घुमावदार प्रणालियों को जंगम भाग के स्टेटर पर ऑर्थोगोनली रखा जाता है, और दो लंबवत दिशाओं में द्वितीयक तत्व में खांचे बनाए जाते हैं, तो जंगम तत्व दो निर्देशांक में असतत गति करेगा, अर्थात। एक विमान में आंदोलन प्रदान करें।

इस मामले में, जंगम तत्व के लिए समर्थन बनाने की समस्या उत्पन्न होती है। इसे हल करने के लिए, एक एयर कुशन का उपयोग किया जा सकता है - चलती तत्वों के तहत अंतरिक्ष में आपूर्ति की गई हवा का दबाव। रैखिक स्टेपर मोटर्स अपेक्षाकृत कम जोर और कम दक्षता प्रदान करते हैं। उनके मुख्य अनुप्रयोग क्षेत्र लाइट मैनिपुलेटर्स, लाइट असेंबली मशीन, मापने की मशीन, लेजर कटिंग मशीन और अन्य उपकरण हैं।