En linjärmotor är en elektrisk motor där ett av elementen i det magnetiska systemet är öppet och har en utplacerad lindning som skapar ett magnetfält , och den andra samverkar med den och är gjord i form av en styrning som ger linjär rörelse av den rörliga delen av motorn. Nu har många varianter (typer) av linjära elmotorer utvecklats, till exempel:
Många typer av linjärmotorer, såsom asynkrona, synkrona eller likström, upprepar motsvarande roterande rörelsemotorer i sin funktionsprincip , medan andra typer av linjärmotorer (magnetostriktiva, piezoelektriska, etc.) inte har en praktisk implementering som roterande rörelse. motorer. Den stationära delen av en linjärmotor som tar emot elektricitet från nätet kallas stator , eller primärelement , och den del av motorn som tar emot energi från statorn kallas sekundärelement eller armatur (namnet " rotor " gäller inte för delar av en linjärmotor, eftersom ordet "rotor" bokstavligen betyder "roterande", och i en linjärmotor finns det ingen rotation).
De mest utbredda inom transport och för stora linjära förskjutningar är asynkrona och synkrona linjärmotorer, men linjära DC-motorer och linjära elektromagnetiska motorer används också. De senare används oftast för att få små rörelser av arbetskropparna och samtidigt säkerställa hög noggrannhet och betydande dragkraft.
En idé om enheten för en linjär induktionsmotor kan erhållas om du mentalt skär statorn och rotorn med lindningarna på en konventionell induktionsmotor längs axeln längs generatrisen och förvandlar den till ett plan. Den resulterande platta strukturen är ett schematiskt diagram av en linjär motor. Om nu statorlindningarna på en sådan motor är anslutna till ett trefas växelströmsnätverk , bildas ett magnetfält , vars axel kommer att röra sig längs luftgapet med en hastighet V proportionell mot frekvensen av matningsspänningen f och längden på polindelningen t: V \u003d 2pf. Detta magnetiska fält som rör sig längs gapet korsar ledarna i rotorlindningen och inducerar EMF i dem , under påverkan av vilka strömmar kommer att börja flyta genom lindningen. Interaktionen mellan strömmar och ett magnetfält kommer att leda till uppkomsten av en kraft som verkar, enligt Lenz regel , i magnetfältets rörelseriktning. Rotorn - i det följande kommer vi att kalla den ett sekundärt element - kommer att börja röra sig under påverkan av denna kraft. Liksom i en konventionell asynkronmotor sker elementets rörelse med viss slirning i förhållande till fältet S = (V - v)/V, där v är elementets hastighet. Den nominella slirningen för en linjärmotor är 2-6%. [1] Det sekundära elementet i en linjärmotor är inte alltid försett med en lindning. En av fördelarna med en linjär induktionsmotor är att en vanlig plåt kan användas som ett sekundärt element. I detta fall kan det sekundära elementet också placeras mellan två statorer, eller mellan statorn och den ferromagnetiska kärnan. Det sekundära elementet är tillverkat av koppar, aluminium eller stål, och användningen av ett icke-magnetiskt sekundärt element innebär användning av designscheman med magnetiskt flöde som stängs genom ferromagnetiska element. Principen för drift av linjära motorer med ett sekundärt element i form av en remsa upprepar driften av en konventionell asynkronmotor med en massiv ferromagnetisk eller ihålig icke-magnetisk rötor. Statorlindningarna hos linjärmotorer har samma anslutningsscheman som konventionella asynkronmotorer och är vanligtvis anslutna till ett trefas växelströmsnätverk. Linjärmotorer arbetar mycket ofta i det så kallade inverterade rörelseläget, när sekundärelementet är stationärt och statorn rör sig. En sådan linjär motor, kallad en rörlig statormotor, finner i synnerhet vidsträckt användning i elfordon. Till exempel är statorn fast fixerad under bilens golv, och det sekundära elementet är en metallremsa mellan skenorna, och ibland fungerar skenorna själva som det sekundära elementet. En av varianterna av linjära asynkronmotorer är en rörformig (koaxial) motor. Statorn för en sådan motor har formen av ett rör, inuti vilket det finns platta skivspolar (statorlindningar) och metallbrickor interfolierade, som är en del av den magnetiska kretsen . Motorspolarna är sammankopplade i grupper och bildar lindningarna i motorns individuella faser. Inuti statorn är placerat ett sekundärt element, även det rörformigt, tillverkat av ferromagnetiskt material. När statorlindningarna är anslutna till nätverket bildas ett vandrande magnetfält längs dess inre yta, vilket inducerar strömmar i det sekundära elementets kropp riktade längs dess omkrets. Interaktionen mellan dessa strömmar och motorns magnetfält skapar en kraft som verkar längs röret på det sekundära elementet, vilket orsakar (med statorn fixerad) rörelsen av det sekundära elementet i denna riktning. Den rörformiga designen av linjärmotorer kännetecknas av den axiella riktningen av det magnetiska flödet i sekundärelementet, i motsats till den platta linjärmotorn, där det magnetiska flödet har en radiell riktning.
Huvudapplikationsområdet för synkronmotorer, där deras fördelar är särskilt starka, är höghastighets elektrisk transport . Faktum är att under förhållanden för normal drift av sådan transport är det nödvändigt att ha ett relativt stort luftgap mellan den rörliga delen och det sekundära elementet. I detta fall har en asynkron linjärmotor en mycket låg effektfaktor (cosφ), och dess användning är inte ekonomiskt lönsam. En synkron linjärmotor, tvärtom, tillåter ett relativt stort luftgap mellan statorn och sekundärelementet och arbetar med cosφ nära enhet och hög verkningsgrad och når 96%. Användningen av synkrona linjärmotorer i höghastighetstransporter kombineras som regel med den magnetiska upphängningen av bilar och användningen av supraledande magneter och excitationslindningar, vilket gör det möjligt att öka rörelsekomforten och den ekonomiska prestandan hos rullande lager.
Alla linjärmotorer kan delas in i två kategorier:
Motorer med låg acceleration används i kollektivtrafik ( maglev , monorail , tunnelbana ) som dragkraft , såväl som i verktygsmaskiner (laser, vattenskärning, borrning och fräsning) och annan teknisk utrustning inom industrin. Högaccelerationspropellrar är ganska små i längd, och används vanligtvis för att accelerera ett föremål till hög hastighet och sedan släppa det (se Gausskanon ). De används ofta för forskning om kollisioner med hög hastighet , och skulle också hypotetiskt kunna användas i speciella enheter som vapen eller rymdfarkoster .
Linjärmotorer används också i stor utsträckning i verktygsmaskiner och inom robotteknik . Linjära omkodare används ofta för att förbättra positioneringsnoggrannheten .
| Motorer | |||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| se även evighetsmaskin Kuggväxelmotor gummimotor | |||||||||||||||||