Motore lineare dinamico
Molti studiosi e istituti di ricerca in patria e all'estero hanno studiato motori lineari dinamici, ma la maggior parte di essi si concentra sull'ottimizzazione della struttura e dei materiali dei magneti permanenti, sulla struttura complessiva del motore, sul circuito di controllo e sulla progettazione dei chip combinati con un controllo efficiente strategie. campo. Tuttavia, non ci sono molte ricerche sul suo rapporto potenza-potenza e tempo di ritardo dall'avvio allo stato stazionario. Questa parte ha fatto una discussione approfondita su questa parte.
Il motore lineare della bobina mobile può convertire continuamente il segnale di tensione di ingresso esterno in uno spostamento lineare di moto lineare alternativo e può generare una forza elettromagnetica di circa 2,5 volte della stessa struttura, ed è ampiamente utilizzato con elevata linearità e caratteristiche di isteresi ridotte. Attenzione. Tuttavia, durante il movimento del gruppo bobina singola bobina della struttura convenzionale, la corrente parassita è facilmente generata all'interno del materiale magnetico, in modo che la forza elettromagnetica generata dalla bobina venga ridotta. Allo stesso tempo, a causa delle caratteristiche di impedenza intrinseche del componente della bobina, vi sono alcune limitazioni in termini di tempo di risposta e velocità di risposta. Lo sviluppo della forza elettromagnetica a grande potenza e dei motori lineari a bobina mobile ad alta risposta è una tendenza nel campo dell'ingegneria elettrica.
A tal fine, in questo articolo viene proposto un nuovo tipo di motore lineare a bobina mobile con controllo reversibile a due vie. Per la bobina portante la corrente viene adottato un nuovo tipo di combinazione di scomposizione della bobina, parallela e parallela e il tempo di risposta di carico di entrambe le estremità della bobina viene migliorato cambiando la resistenza e la costante di tempo. Il metodo di controllo della modulazione dell'ampiezza dell'impulso PWM viene utilizzato per controllare l'ampiezza e la direzione della corrente della bobina, che non solo può ottenere un controllo di commutazione del motore stabile e indisturbato, ma anche realizzare la grande forza elettromagnetica e le caratteristiche di risposta alle alte frequenze del dispositivo.
Struttura e principio
La struttura del motore lineare del tipo a bobina mobile è come mostrato nella figura 1. Una pluralità di magneti permanenti anulari sono disposti sulla circonferenza della parete interna dell'involucro e l'armatura è posizionata nel corpo di magnete permanente anulare ed è fissato ad un'estremità del corpo mediante viti. La bobina che trasporta corrente è avvolta attorno alla bobina della bobina di forza elettromagnetica e collegata all'albero di uscita, fluttua attraverso uno spazio d'aria tra il magnete permanente e l'indotto attraverso un perno di guida ed è separata dall'esterno da una tazza di tenuta.
Il principio di controllo è mostrato in Figura 3. Innanzitutto, la tensione del segnale di ingresso ui viene elaborata dall'amplificatore e quindi caricata nella bobina di controllo. La bobina di controllo portante corrente insieme alla bobina della bobina di forza elettromagnetica è generata dalla forza elettromagnetica Fcd nel campo magnetico costante fornito dal magnete permanente. Lo spostamento xc è tale che il nucleo viene spostato insieme. Il gruppo bobina rileva l'errore di posizione dal sensore di spostamento e quindi lo converte in una tensione di segnale, che viene compensata al segnale di ingresso ur come una tensione di correzione ue per assicurare che il gruppo bobina rimanga nella posizione corretta secondo necessità. L'entità e la direzione della forza elettromagnetica dipende dalla grandezza e dalla direzione della corrente di controllo i nella bobina. La direzione della forza elettromagnetica Fcd viene modificata cambiando la direzione del segnale di tensione in ingresso, ottenendo in tal modo un movimento bidirezionale. In questo modo, il sistema è controllato da un circuito chiuso, che migliora anche la precisione del controllo e la velocità di risposta.
La forza elettromagnetica Fcd è sempre proporzionale alla corrente di armatura i, e la forza elettromotrice E indotta è sempre proporzionale alla velocità del motore vc. I coefficienti proporzionali sono chiamati rispettivamente costante di forza elettromagnetica e forza elettromotrice dorsale e i valori dei due sono leggermente diversi. L'effetto della reazione di armatura, ma sostanzialmente uguale, è approssimativamente il prodotto della induzione magnetica Bg di intercapedine e della lunghezza di avvolgimento effettiva la. Inoltre, non ha bisogno di cambiare direzione all'interno del range di corsa, e l'induttanza della bobina è sostanzialmente invariata all'interno della gamma di corsa, quindi il motore lineare del tipo a bobina mobile ha una buona controllabilità.
Design combinato della bobina
La bobina è un componente chiave del motore lineare della bobina mobile. La sua funzione principale è quella di convertire l'energia elettrica in energia meccanica, che è ampiamente utilizzata nel campo del controllo dell'attuatore. Allo stato attuale, il metodo di avvolgimento bobina comunemente usato è un metodo di combinazione a bobina singola, e la velocità di risposta e la forza elettromagnetica sono limitate e l'efficienza di conversione è bassa, che è difficile soddisfare i requisiti di risparmio energetico, protezione ambientale, alta efficienza e alta velocità. In questo documento, la bobina originale è divisa in più sezioni uguali e utilizzate in parallelo. Non solo riduce notevolmente il peso e il consumo energetico della bobina, ma riduce anche la perdita di energia del materiale e può soddisfare i requisiti di una grande forza elettromagnetica e della reattività ad alta frequenza.
Sotto la stessa tensione, un singolo set di circuiti componenti della bobina in bobina mobile può ridurre il tempo di risposta e migliorare la velocità di risposta, ma è difficile realizzare la grande forza elettromagnetica prodotta dal dispositivo. Solo mantenendo la lunghezza della bobina nel campo magnetico nella bobina del circuito può essere garantita la grande forza elettromagnetica del dispositivo e la lunghezza della bobina eccitata nel circuito può essere aumentata dal modo della bobina parallela gruppo per aumentare la forza elettromagnetica, rispetto al contrario della bobina singola. La forza elettromotrice non aumenta. La separazione uniforme e la connessione parallela della bobina della bobina mobile possono ridurre la resistenza e l'induttanza del dispositivo, ridurre la resistenza e amplificare la corrente e migliorare notevolmente l'uscita della forza elettromagnetica del dispositivo; tuttavia, poiché l'induttanza è relativamente piccola, la risposta al motore lineare della bobina mobile non viene influenzata. Grande.
Se la corrente passante è troppo grande, il campo magnetico generato interagisce con il campo magnetico del traferro, determinando una limitazione non lineare del campo magnetico; una grande corrente viene fatta passare per un lungo periodo e la temperatura di lavoro aumenta rapidamente per causare danni da calore, e il tempo di lavoro e la durata del motore sono limitati; l'induttanza della bobina La presenza della corrente di esercizio è sempre facile da raggiungere in modalità stazionaria.
in conclusione
A parità di condizioni di tensione, rispetto al gruppo bobina mobile in serie, il gruppo bobina mobile a singolo gruppo ha una piccola resistenza del circuito e una piccola induttanza, che può ridurre il tempo di risposta e migliorare la velocità di risposta, ma è difficile realizzare il grande forza di forza elettromagnetica del dispositivo. Solo mantenendo la lunghezza della bobina nel campo magnetico nella bobina del circuito può essere assicurata la grande forza elettromagnetica del dispositivo e la lunghezza della bobina eccitata nel circuito viene aumentata dal modo del gruppo di bobine parallelo a aumentare la forza elettromagnetica e la forza posteriore elettromotrice della singola bobina non aumenta. In questo documento, si verifica che il gruppo bobina spaccata in modo uniforme sia progettato in parallelo e la risposta a gradino dello spostamento raggiunga circa 1 mm, che è ridotta da più di 14,6 ms a meno di 9,94 ms e la velocità di risposta è superiore a raddoppiato. La forza elettromagnetica è 10,8 N. Aumentando a 93.2 N, anche l'accelerazione è aumentata di 8 volte. In combinazione con la modalità di controllo PWM, è possibile realizzare il controllo della risposta in frequenza più alta. Il tempo di risposta della forza elettromagnetica che raggiunge il valore massimo viene ridotto a 0,688 ms, il che migliora notevolmente le caratteristiche di risposta alle alte frequenze dell'intero dispositivo e raggiunge un breve tempo di risposta in uscita e una grande forza elettromagnetica. Caratteristiche. Il motore lineare a bobina mobile può essere ampiamente applicato a vari tipi di sistemi di controllo automatico che richiedono un'alta velocità di risposta, come i prodotti a controllo numerico a comando diretto, e ha una buona prospettiva.
