Mtazamo wa injini tofauti za mstari zinazopatikana na jinsi ya kuchagua aina bora zaidi ya programu yako.
Kifungu kifuatacho ni muhtasari wa aina tofauti za motors za mstari zinazopatikana, pamoja na kanuni zao za utendakazi, historia ya ukuzaji wa sumaku za kudumu, njia za muundo wa motors za mstari na sekta za viwanda kwa kutumia kila aina ya motor ya mstari.
Linear Motor Technology inaweza kuwa: Linear Induction Motors (LIM) au Permanent Magnet Linear Synchronous Motors (PMLSM).PMLSM inaweza kuwa msingi wa chuma au isiyo na chuma.Motors zote zinapatikana katika usanidi wa gorofa au tubular.Hiwin amekuwa mstari wa mbele katika muundo na utengenezaji wa gari la mstari kwa miaka 20.
Faida za Linear Motors
Motor linear hutumiwa kutoa mwendo wa mstari, yaani, kusonga mzigo fulani kwa kuongeza kasi iliyoagizwa, kasi, umbali wa kusafiri na usahihi.Teknolojia zote za mwendo isipokuwa motor inayoendeshwa kwa mstari ni aina fulani ya kiendeshi cha kimitambo cha kubadilisha mwendo wa mzunguko kuwa mwendo wa mstari.Mifumo hiyo ya mwendo inaendeshwa na screws za mpira, mikanda au rack na pinion.Muda wa matumizi wa viendeshi hivi vyote unategemea sana uchakavu wa vijenzi vya mitambo vinavyotumika kubadilisha mwendo wa mzunguko hadi mwendo wa mstari na ni mfupi kiasi.
Faida kuu ya motors za mstari ni kutoa mwendo wa mstari bila mfumo wowote wa mitambo kwa sababu hewa ndiyo njia ya upitishaji, kwa hivyo motors za mstari kimsingi ni viendeshi visivyo na msuguano, vinavyotoa maisha ya huduma isiyo na kikomo kinadharia.Kwa sababu hakuna sehemu za kimitambo zinazotumiwa kutengeneza mwendo wa mstari, uongezaji kasi wa juu sana ni kasi inayowezekana ambapo viendeshi vingine kama vile skrubu za mpira, mikanda au rack na pinion zitakumbana na mapungufu makubwa.
Linear Induction Motors
Kielelezo cha 1
Gari ya introduktionsutbildning linear (LIM) ilikuwa ya kwanza zuliwa (US patent 782312 - Alfred Zehden mwaka 1905).Inajumuisha "msingi" inayojumuisha safu ya laminations za chuma za umeme na wingi wa coils za shaba zinazotolewa na voltage ya awamu ya tatu na "sekondari" kwa ujumla inajumuisha sahani ya chuma na sahani ya shaba au alumini.
Wakati coils ya msingi ni nishati ya sekondari inakuwa sumaku na uwanja wa mikondo ya eddy huundwa katika kondakta wa sekondari.Sehemu hii ya pili itaingiliana na EMF ya msingi ya nyuma ili kutoa nguvu.Mwelekeo wa mwendo utafuata kanuni ya mkono wa kushoto ya Fleming yaani;mwelekeo wa mwendo utakuwa perpendicular kwa mwelekeo wa sasa na mwelekeo wa shamba / flux.
Kielelezo cha 2
Mitambo ya induction ya mstari hutoa faida ya gharama ya chini sana kwa sababu ya sekondari haitumii sumaku yoyote ya kudumu.Sumaku za kudumu za NdFeB na SmCo ni ghali sana.Mitambo ya induction ya mstari hutumia vifaa vya kawaida sana, (chuma, alumini, shaba), kwa sekondari yao na kuondokana na hatari hii ya ugavi.
Hata hivyo, upande wa chini wa kutumia motors induction linear ni upatikanaji wa anatoa kwa motors vile.Ingawa ni rahisi sana kupata viendeshi vya motors za mstari wa sumaku za kudumu, ni ngumu sana kupata viendeshi vya motors za mstari wa induction.
Kielelezo cha 3
Sumaku ya Kudumu Linear Synchronous Motors
Mota za sumaku za kudumu zinazolingana za sumaku (PMLSM) kimsingi zina msingi sawa na mota za uingizaji hewa za mstari (yaani, seti ya koili zilizowekwa kwenye rundo la lamination za chuma za umeme na zinazoendeshwa na voltage ya awamu tatu).Sekondari hutofautiana.
Badala ya sahani ya alumini au shaba iliyowekwa kwenye sahani ya chuma, sekondari inaundwa na sumaku za kudumu zilizowekwa kwenye sahani ya chuma.Kila mwelekeo wa sumaku wa usumaku utapishana kwa heshima na ule uliopita kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 3.
Faida dhahiri ya kutumia sumaku za kudumu ni kuunda shamba la kudumu katika sekondari.Tumeona kwamba nguvu huzalishwa kwenye motor induction kwa kuingiliana kwa shamba la msingi na shamba la sekondari ambalo linapatikana tu baada ya uwanja wa mikondo ya eddy kuundwa kwa sekondari kwa njia ya airgap ya motor.Hii itasababisha ucheleweshaji unaoitwa "kuteleza" na mwendo wa sekondari sio sawa na voltage ya msingi inayotolewa kwa msingi.
Kwa sababu hii, motors za mstari wa induction huitwa "asynchronous".Kwenye injini ya mstari wa sumaku ya kudumu, mwendo wa pili utasawazishwa kila wakati na voltage ya msingi kwa sababu sehemu ya pili inapatikana kila wakati na bila kuchelewa.Kwa sababu hii, motors za mstari wa kudumu huitwa "synchronous".
Aina tofauti za sumaku za kudumu zinaweza kutumika kwenye PMLSM.Zaidi ya miaka 120 iliyopita, uwiano wa kila nyenzo umebadilika.Kufikia leo, PMLSM wanatumia sumaku za NdFeB au sumaku za SmCo lakini wengi wao wanatumia sumaku za NdFeB.Mchoro wa 4 unaonyesha historia ya maendeleo ya sumaku ya Kudumu.
Kielelezo cha 4
Nguvu ya sumaku ina sifa ya bidhaa yake ya nishati katika Megagauss-Oersteds, (MGOe).Hadi katikati ya miaka ya themanini tu Steel, Ferrite na Alnico walikuwa inapatikana na kutoa bidhaa za nishati ya chini sana.Sumaku za SmCo zilitengenezwa mapema miaka ya 1960 kulingana na kazi ya Karl Strnat na Alden Ray na baadaye kuuzwa kibiashara mwishoni mwa miaka ya sitini.
Kielelezo cha 5
Bidhaa ya nishati ya sumaku za SmCo hapo awali ilikuwa zaidi ya mara mbili ya bidhaa ya nishati ya sumaku za Alnico.Mnamo 1984 General Motors na Sumitomo walitengeneza kwa kujitegemea sumaku za NdFeB, kiwanja cha Neodynium, Iron na Boroni.Ulinganisho wa sumaku za SmCo na NdFeB umeonyeshwa kwenye Mchoro 5.
Sumaku za NdFeB hukuza nguvu ya juu zaidi kuliko sumaku za SmCo lakini ni nyeti zaidi kwa joto la juu.Sumaku za SmCo pia ni sugu zaidi kwa kutu na joto la chini lakini ni ghali zaidi.Wakati halijoto ya uendeshaji inapofikia kiwango cha juu cha joto cha sumaku sumaku huanza kupunguza sumaku, na uondoaji sumaku huu hauwezi kutenduliwa.Sumaku ikipoteza usumaku itasababisha injini kupoteza nguvu na kushindwa kukidhi vipimo.Ikiwa sumaku inafanya kazi chini ya joto la juu 100% ya wakati huo, nguvu zake zitahifadhiwa karibu kwa muda usiojulikana.
Kwa sababu ya gharama ya juu ya sumaku za SmCo, sumaku za NdFeB ndizo chaguo sahihi kwa injini nyingi, haswa kutokana na nguvu ya juu inayopatikana.Hata hivyo, kwa baadhi ya programu ambapo halijoto ya uendeshaji inaweza kuwa juu sana ni vyema kutumia sumaku za SmCo ili kukaa mbali na kiwango cha juu cha joto cha uendeshaji.
Ubunifu wa injini za Linear
Gari ya mstari kwa ujumla huundwa kupitia Uigaji wa Kipengee cha Finite wa Umeme.Muundo wa 3D utaundwa ili kuwakilisha safu ya lamination, koili, sumaku na sahani ya chuma inayounga mkono sumaku.Hewa itaundwa kuzunguka injini na vile vile kwenye nafasi ya hewa.Kisha mali ya nyenzo itaingizwa kwa vipengele vyote: sumaku, chuma cha umeme, chuma, coils, na hewa.Mesh itaundwa kwa kutumia vitu vya H au P na mfano kutatuliwa.Kisha sasa hutumiwa kwa kila coil katika mfano.
Mchoro wa 6 unaonyesha matokeo ya simulation ambapo flux katika tesla inaonyeshwa.Thamani kuu ya pato la riba kwa uigaji bila shaka ni Nguvu ya Magari na itapatikana.Kwa sababu zamu za mwisho za koili hazitoi nguvu yoyote, inawezekana pia kuendesha simulizi ya 2D kwa kutumia modeli ya 2D (DXF au umbizo lingine) la motor ikijumuisha laminations, sumaku, na sahani ya chuma inayounga mkono sumaku.Matokeo ya simulation hiyo ya 2D itakuwa karibu sana na simulation ya 3D na sahihi ya kutosha kutathmini nguvu ya gari.
Mchoro wa 6
Mota ya kuingiza induction ya mstari itaundwa kwa njia ile ile, ama kupitia modeli ya 3D au 2D lakini utatuzi utakuwa mgumu zaidi kuliko kwa PMLSM.Hii ni kwa sababu mtiririko wa sumaku wa sekondari ya PMLSM utafanywa kielelezo papo hapo baada ya kuingia sifa za sumaku, kwa hivyo ni suluhisho moja pekee litahitajika ili kupata thamani zote za pato ikijumuisha nguvu ya gari.
Hata hivyo, flux ya sekondari ya motor induction itahitaji uchambuzi wa muda mfupi (maana ya kutatua kadhaa kwa muda fulani) ili flux magnetic ya LIM sekondari inaweza kujengwa na kisha tu nguvu inaweza kupatikana.Programu inayotumika kwa Uigaji wa Kipengee Kinachomaliza Kiumeme itahitaji kuwa na uwezo wa kufanya uchanganuzi wa muda mfupi.
Hatua ya Linear Motor
Mchoro wa 7
Hiwin Corporation hutoa motors linear katika ngazi ya sehemu.Katika kesi hii, motor tu ya mstari na moduli za sekondari zitatolewa.Kwa motor ya PMLSM, moduli za sekondari zitakuwa na sahani za chuma za urefu tofauti juu ya ambayo sumaku za kudumu zitakusanyika.Hiwin Corporation pia hutoa hatua kamili kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 7.
Hatua kama hiyo ni pamoja na fremu, fani za mstari, msingi wa gari, sumaku za upili, gari la mteja kuambatisha mzigo wake wa malipo, kisimbaji na wimbo wa kebo.Hatua ya mstari wa gari itakuwa tayari kuanza baada ya kujifungua na kurahisisha maisha kwa sababu mteja hatahitaji kubuni na kutengeneza jukwaa, ambalo linahitaji ujuzi wa kitaalamu.
Maisha ya Huduma ya Hatua ya Linear Motor
Maisha ya huduma ya hatua ya gari ya mstari ni ya muda mrefu zaidi kuliko hatua inayoendeshwa na ukanda, screw ya mpira au rack na pinion.Vipengee vya mitambo vya hatua zinazoendeshwa kwa njia isiyo ya moja kwa moja kwa kawaida ni vipengele vya kwanza kushindwa kwa sababu ya msuguano na uvaaji ambavyo vinaonyeshwa kila mara.Hatua ya motor ya mstari ni gari la moja kwa moja lisilo na mgusano wa mitambo au kuvaa kwa sababu njia ya upitishaji ni hewa.Kwa hiyo, vipengele pekee vinavyoweza kushindwa kwenye hatua ya mstari wa magari ni fani za mstari au motor yenyewe.
Kwa kawaida fani za mstari huwa na maisha marefu ya huduma kwa sababu mzigo wa radial ni mdogo sana.Maisha ya huduma ya motor itategemea wastani wa joto la kukimbia.Mchoro wa 8 unaonyesha maisha ya insulation ya gari kama kazi ya joto.Sheria ni kwamba maisha ya huduma yatapunguzwa kwa nusu kwa kila digrii 10 za Celsius kwamba joto la kukimbia liko juu ya joto lililokadiriwa.Kwa mfano, kitengo cha insulation ya injini F kitaendesha saa 325,000 kwa wastani wa joto la 120 ° C.
Kwa hivyo, inatazamiwa kuwa hatua ya mstari wa gari itakuwa na maisha ya huduma ya miaka 50+ ikiwa motor itachaguliwa kihafidhina, maisha ya huduma ambayo hayawezi kamwe kupatikana kwa ukanda, screw ya mpira, au hatua zinazoendeshwa na rack na pinion.
Kielelezo cha 8
Maombi ya Linear Motors
Linear introduktionsutbildning motors (LIM) hutumika zaidi katika maombi na urefu wa safari ndefu na ambapo nguvu ya juu sana inahitajika pamoja na kasi ya juu sana.Sababu ya kuchagua motor introduktionsutbildning linear ni kwa sababu gharama ya sekondari itakuwa chini mno kuliko kutumia PMLSM na kwa kasi ya juu sana ufanisi linear introduktionsutbildning motor ni ya juu sana, hivyo nguvu kidogo itapotea.
Kwa mfano, EMALS (Mifumo ya Uzinduzi wa Umeme), inayotumiwa kwenye wabebaji wa ndege kurusha ndege hutumia injini za uingizaji hewa.Mfumo wa kwanza wa laini kama hiyo uliwekwa kwenye carrier wa ndege wa USS Gerald R. Ford.Injini inaweza kuongeza kasi ya ndege ya kilo 45,000 kwa kilomita 240 kwa saa kwenye njia ya mita 91.
Mfano mwingine wa kupanda mbuga za burudani.Mitambo ya kuingiza induction ya mstari iliyosakinishwa kwenye baadhi ya mifumo hii inaweza kuongeza kasi ya upakiaji wa juu sana kutoka 0 hadi 100 km/h katika sekunde 3.Hatua za injini za uingizaji wa mstari zinaweza pia kutumika kwenye RTUs, (Vitengo vya Usafiri wa Robot).RTU nyingi hutumia rack na viendeshi vya pinion lakini motor induction ya mstari inaweza kutoa utendakazi wa juu, gharama ya chini, na maisha marefu zaidi ya huduma.
Magari ya Kudumu ya Sumaku Synchronous
PMLSM kwa kawaida zitatumika kwenye programu zilizo na mipigo midogo zaidi, kasi ya chini lakini usahihi wa juu hadi wa juu sana na mizunguko ya wajibu mkubwa.Nyingi za programu hizi zinapatikana katika tasnia ya AOI (Ukaguzi wa Kiotomatiki wa Macho), semiconductor na mashine za leza.
Uteuzi wa hatua za kuendeshwa kwa injini ya mstari, (kuendesha gari moja kwa moja), hutoa faida kubwa za utendaji juu ya anatoa zisizo za moja kwa moja, (hatua ambapo mwendo wa mstari unapatikana kwa kubadilisha mwendo wa mzunguko), kwa miundo ya muda mrefu na inafaa kwa viwanda vingi.
Muda wa kutuma: Feb-06-2023