A dipikir ing motor linear beda kasedhiya lan carane milih jinis optimal kanggo aplikasi.
Artikel ing ngisor iki minangka ringkesan macem-macem jinis motor linear sing kasedhiya, kalebu prinsip operasi, sejarah pangembangan magnet permanen, metode desain kanggo motor linier lan sektor industri nggunakake saben jinis motor linear.
Teknologi Motor Linear bisa dadi: Linear Induction Motors (LIM) utawa Permanent Magnet Linear Synchronous Motors (PMLSM).PMLSM bisa dadi inti wesi utawa tanpa wesi.Kabeh motor kasedhiya ing konfigurasi flat utawa tubular.Hiwin wis ana ing ngarep desain lan manufaktur motor linear sajrone 20 taun.
Kaluwihan saka Motors Linear
Motor linier digunakake kanggo nyedhiyakake gerakan linier, yaiku, mindhah muatan sing diwenehake kanthi percepatan, kacepetan, jarak tempuh lan akurasi.Kabeh teknologi gerakan liyane saka motor linear mimpin sawetara jinis drive mechanical kanggo ngowahi gerakan rotary menyang gerakan linear.Sistem gerakan kasebut didhukung dening sekrup bal, sabuk utawa rak lan pinion.Urip layanan kabeh drive iki gumantung banget marang nyandhang komponen mekanik sing digunakake kanggo ngowahi gerakan rotary dadi gerakan linear lan relatif cendhak.
Kauntungan utama motor linier yaiku nyedhiyakake gerakan linier tanpa sistem mekanik amarga hawa minangka medium transmisi, mula motor linear sejatine minangka drive tanpa gesekan, nyedhiyakake umur layanan tanpa wates.Amarga ora ana bagean mechanical digunakake kanggo gawé gerakan linear, akselerasi dhuwur banget bisa kacepetan ngendi drive liyane kayata sekrup werni, sabuk utawa rak lan pinion bakal nemokke watesan serius.
Motor Induksi Linear
Gambar 1
Motor induksi linier (LIM) minangka sing pisanan diciptakake (paten AS 782312 - Alfred Zehden ing taun 1905).Iku kasusun saka "utama" dumadi saka tumpukan saka laminations baja electrical lan pluralitas kumparan tembaga diwenehake dening voltase telung phase lan "sekunder" umume dumadi saka piring baja lan tembaga utawa piring aluminium.
Nalika gulungan primer diuripake, sekunder dadi magnet lan medan arus eddy dibentuk ing konduktor sekunder.Bidang sekunder iki banjur bakal sesambungan karo EMF mburi utama kanggo ngasilake gaya.Arah gerakan bakal ngetutake aturan tangan kiwa Fleming yaiku;arah gerakan bakal jejeg arah arus lan arah medan / fluks.
Gambar 2
Motor induksi linear nawakake kauntungan saka biaya sing murah amarga sekunder ora nggunakake magnet permanen.NdFeB lan SmCo wesi sembrani permanen larang banget.Motor induksi linier nggunakake bahan sing umum banget, (baja, aluminium, tembaga), kanggo sekunder lan ngilangi risiko pasokan kasebut.
Nanging, kekurangan nggunakake motor induksi linier yaiku kasedhiyan drive kanggo motor kasebut.Nalika gampang banget golek drive kanggo motor linear magnet permanen, angel banget nemokake drive kanggo motor induksi linear.
Gambar 3
Permanen Magnet Linear Sinkron Motors
Motor sinkron linear magnet permanen (PMLSM) duwe dhasar sing padha karo motor induksi linear (yaiku, set gulungan sing dipasang ing tumpukan laminasi baja listrik lan didorong dening voltase telung fase).Sekunder beda-beda.
Tinimbang piring aluminium utawa tembaga sing dipasang ing piring baja, sekunder dumadi saka magnet permanen sing dipasang ing piring baja.Arah magnetisasi saben sembrani bakal ganti karo sing sadurunge minangka ditampilake ing Fig. 3.
Ing kauntungan ketok nggunakake wesi sembrani permanen kanggo nggawe lapangan permanen ing secondary.Kita wis weruh manawa gaya digawe ing motor induksi kanthi interaksi medan primer lan lapangan sekunder sing mung kasedhiya sawise lapangan arus eddy digawe ing sekunder liwat celah udara motor.Iki bakal nyebabake wektu tundha sing diarani "slip" lan gerakan sekunder sing ora selaras karo voltase utami sing diwenehake menyang primer.
Mulane, motor linear induksi diarani "asynchronous".Ing motor linear magnet permanen, gerakan sekunder bakal tansah selaras karo voltase primer amarga lapangan sekunder tansah kasedhiya lan tanpa wektu tundha.Mulane, motor linear permanen diarani "sinkron".
Macem-macem jinis magnet permanen bisa digunakake ing PMLSM.Swara 120 taun pungkasan, rasio saben materi wis diganti.Saiki, PMLSM nggunakake magnet NdFeB utawa magnet SmCo nanging mayoritas nggunakake magnet NdFeB.Fig.. 4 nuduhake sajarah pembangunan magnet permanen.
Gambar 4
Kekuatan magnet ditondoi kanthi produk energi ing Megagauss-Oersteds, (MGOe).Nganti pertengahan wolung puluhan mung Steel, Ferrite lan Alnico kasedhiya lan ngirim produk energi banget kurang.Magnet SmCo dikembangake ing awal taun 1960-an adhedhasar karya Karl Strnat lan Alden Ray lan banjur dikomersialake ing pungkasan taun suwidakan.
Gambar 5
Produk energi magnet SmCo wiwitane luwih saka kaping pindho saka produk energi magnet Alnico.Ing taun 1984 General Motors lan Sumitomo ngembangaken magnet NdFeB, senyawa saka Neodynium, Iron lan Boron.A comparison of SmCo lan NdFeB wesi sembrani kapacak ing Fig.
NdFeB wesi sembrani ngembangaken pasukan luwih dhuwur tinimbang SmCo wesi sembrani nanging luwih sensitif suhu dhuwur.SmCo wesi sembrani uga luwih tahan kanggo karat lan suhu kurang nanging luwih larang.Nalika suhu operasi tekan suhu maksimum magnet sembrani wiwit demagnetize, lan demagnetization iki ora bisa dibalèkaké.Magnetisasi sing ilang bakal nyebabake motor ilang kekuwatan lan ora bisa nyukupi spek kasebut.Yen magnet makaryakke ing ngisor suhu maksimum 100% wektu, kekuatan bakal wadi meh moho.
Amarga biaya sing luwih dhuwur saka SmCo wesi sembrani, wesi sembrani NdFeB pilihan nengen kanggo paling Motors, utamané diwenehi pasukan luwih kasedhiya.Nanging, kanggo sawetara aplikasi ing ngendi suhu operasi bisa dhuwur banget, luwih becik nggunakake magnet SmCo supaya adoh saka suhu operasi maksimal.
Desain Motor Linear
Motor linear umume dirancang liwat Simulasi Elektromagnetik Unsur Finite.Model 3D bakal digawe kanggo makili tumpukan laminasi, gulungan, magnet, lan piring baja sing ndhukung magnet.Udhara bakal dimodelake ing sekitar motor uga ing celah udara.Banjur sifat bahan bakal dilebokake kanggo kabeh komponen: magnet, baja listrik, baja, gulungan, lan udara.A bolong banjur bakal digawe nggunakake unsur H utawa P lan model ditanggulangi.Banjur arus ditrapake kanggo saben kumparan ing model kasebut.
Fig.. 6 nuduhake output saka simulasi ngendi flux ing tesla ditampilake.Nilai output utama kapentingan kanggo simulasi mesthi pasukan Motor lan bakal kasedhiya.Amarga giliran mburi gulungan ora ngasilake kekuwatan, bisa uga simulasi 2D kanthi nggunakake model 2D (DXF utawa format liyane) motor kalebu laminasi, magnet, lan piring baja sing ndhukung magnet.Output saka simulasi 2D kuwi bakal banget cedhak simulasi 3D lan cukup akurat kanggo netepke pasukan motor.
Gambar 6
Motor induksi linier bakal dimodelake kanthi cara sing padha, liwat model 3D utawa 2D nanging pemecahan bakal luwih rumit tinimbang PMLSM.Iki amarga fluks magnetik sekunder PMLSM bakal dimodelake kanthi cepet sawise ngetik sifat magnet, mula mung siji solusi sing dibutuhake kanggo entuk kabeh nilai output kalebu gaya motor.
Nanging, fluks sekunder saka motor induksi bakal mbutuhake analisis transien (tegese sawetara solves ing interval wektu tartamtu) supaya fluks magnetik sekunder LIM bisa dibangun lan mung banjur pasukan bisa dipikolehi.Piranti lunak sing digunakake kanggo Simulasi Elemen Finite Elektromagnetik kudu nduweni kemampuan kanggo nglakokake analisis sementara.
Tahap Motor Linear
Gambar 7
Hiwin Corporation nyedhiyakake motor linier ing tingkat komponen.Ing kasus iki, mung motor linear lan modul sekunder bakal dikirim.Kanggo motor PMLSM, modul sekunder bakal kalebu piring baja sing beda-beda dawa ing ndhuwur sing bakal dipasang magnet permanen.Hiwin Corporation uga nyedhiyakake tahapan lengkap kaya sing dituduhake ing Fig. 7.
Tahap kasebut kalebu pigura, bantalan linier, motor primer, magnet sekunder, gerbong kanggo pelanggan kanggo masang muatan, encoder, lan trek kabel.Tahap motor linier bakal siap diwiwiti nalika dikirim lan nggawe urip luwih gampang amarga pelanggan ora perlu ngrancang lan nggawe panggung, sing mbutuhake kawruh pakar.
Linear Motor Stage Service Life
Umur layanan panggung motor linear luwih dawa tinimbang panggung sing didorong dening sabuk, sekrup bal utawa rak lan pinion.Komponen mekanik saka tahapan sing ora langsung didorong biasane dadi komponen pertama sing gagal amarga gesekan lan nyandhang sing terus-terusan katon.Tahap motor linier minangka penggerak langsung tanpa kontak utawa nyandhang mekanik amarga medium transmisi yaiku hawa.Mulane, mung komponen sing bisa gagal ing tahap motor linear yaiku bantalan linier utawa motor kasebut dhewe.
Bantalan linear biasane duwe umur layanan sing dawa banget amarga beban radial sithik banget.Urip layanan motor bakal gumantung ing suhu mlaku rata-rata.Gambar 8 nuduhake umur insulasi motor minangka fungsi suhu.Aturan kasebut yaiku urip layanan bakal dikurangi setengah kanggo saben 10 derajat Celsius yen suhu mlaku luwih dhuwur tinimbang suhu sing dirating.Contone, kelas Insulasi motor F bakal mlaku 325.000 jam kanthi suhu rata-rata 120°C.
Mulane, iku foreseen sing tataran motor linear bakal duwe umur layanan saka 50+ taun yen motor dipilih konservatif, urip layanan sing ora bisa ngrambah dening sabuk, sekrup bal, utawa rak lan pinion mimpin orane tumrap sekolah.
Gambar 8
Aplikasi kanggo Linear Motors
Motor induksi linear (LIM) biasane digunakake ing aplikasi kanthi dawa perjalanan sing dawa lan ing ngendi pasukan sing dhuwur banget dibutuhake digabungake kanthi kecepatan sing dhuwur banget.Alesan kanggo milih motor induksi linear amarga biaya sekunder bakal luwih murah tinimbang yen nggunakake PMLSM lan kanthi kacepetan sing dhuwur banget efisiensi motor Induksi Linear dhuwur banget, mula sithik daya bakal ilang.
Contone, EMALS (Sistem Peluncuran Elektromagnetik), sing digunakake ing operator pesawat kanggo miwiti pesawat nggunakake motor induksi linier.Sistem motor linier pisanan kasebut dipasang ing kapal induk USS Gerald R. Ford.Motor kasebut bisa nyepetake montor mabur 45.000 kg kanthi kacepetan 240 km/jam ing trek 91 meter.
Conto liyane wahana taman hiburan.Motor induksi linier sing dipasang ing sawetara sistem kasebut bisa nyepetake muatan sing dhuwur banget saka 0 nganti 100 km / jam sajrone 3 detik.Tahap motor induksi linear uga bisa digunakake ing RTU, (Unit Transportasi Robot).Umume RTU nggunakake drive rak lan pinion nanging motor induksi linier bisa menehi kinerja sing luwih dhuwur, biaya sing luwih murah, lan umur layanan sing luwih suwe.
Motor Sinkron Magnet Permanen
PMLSM biasane digunakake ing aplikasi kanthi stroke sing luwih cilik, kecepatan sing luwih murah nanging kanthi akurasi dhuwur nganti dhuwur lan siklus tugas sing intensif.Umume aplikasi kasebut ditemokake ing AOI (Automated Optical Inspection), semikonduktor lan industri mesin laser.
Pilihan saka motor linear mimpin orane tumrap sekolah, (drive langsung), nawakake keuntungan kinerja pinunjul liwat drive ora langsung, (tataran ngendi gerakan linear dijupuk dening Ngonversi gerakan rotary), kanggo desain tahan suwe lan cocok kanggo akeh industri.
Wektu kirim: Feb-06-2023