Golwg ar y gwahanol moduron llinol sydd ar gael a sut i ddewis y math gorau posibl ar gyfer eich cais.
Mae'r erthygl ganlynol yn drosolwg o'r gwahanol fathau o moduron llinol sydd ar gael, gan gynnwys eu hegwyddorion gweithredu, hanes datblygu magnetau parhaol, dulliau dylunio ar gyfer moduron llinol a sectorau diwydiannol gan ddefnyddio pob math o fodur llinol.
Gall Technoleg Modur Llinol fod yn: Moduron Anwytho Llinol (LIM) neu foduron Cydamserol Llinellol Magnet Parhaol (PMLSM).Gall PMLSM fod yn graidd haearn neu'n ddi-haearn.Mae pob modur ar gael mewn cyfluniad fflat neu diwb.Mae Hiwin wedi bod ar flaen y gad ym maes dylunio a gweithgynhyrchu moduron llinellol ers 20 mlynedd.
Manteision Motors Llinol
Defnyddir modur llinol i ddarparu mudiant llinol, hy, symud llwyth tâl penodol ar gyflymiad penodol, cyflymder, pellter teithio a chywirdeb.Mae'r holl dechnolegau mudiant ac eithrio modur llinol yn rhyw fath o yriant mecanyddol i drosi mudiant cylchdro yn symudiad llinol.Mae systemau symud o'r fath yn cael eu gyrru gan sgriwiau pêl, gwregysau neu rac a phiniwn.Mae bywyd gwasanaeth yr holl yriannau hyn yn dibynnu'n fawr ar draul y cydrannau mecanyddol a ddefnyddir i drosi mudiant cylchdro yn symudiad llinol ac mae'n gymharol fyr.
Prif fantais moduron llinol yw darparu mudiant llinol heb unrhyw system fecanyddol oherwydd aer yw'r cyfrwng trosglwyddo, felly gyriannau di-ffrithiant yw moduron llinol yn eu hanfod, gan ddarparu bywyd gwasanaeth diderfyn yn ddamcaniaethol.Gan nad oes unrhyw rannau mecanyddol yn cael eu defnyddio i gynhyrchu mudiant llinol, mae cyflymiadau uchel iawn yn bosibl pan fydd gyriannau eraill fel sgriwiau pêl, gwregysau neu rac a phiniwn yn dod ar draws cyfyngiadau difrifol.
Motors Sefydlu Llinol
Ffig 1
Y modur sefydlu llinol (LIM) oedd y cyntaf a ddyfeisiwyd (patent UD 782312 - Alfred Zehden ym 1905).Mae'n cynnwys “sylfaenol” sy'n cynnwys pentwr o laminiadau dur trydanol a lluosogrwydd o goiliau copr a gyflenwir gan foltedd tri cham ac “eilaidd” sy'n cynnwys plât dur a phlât copr neu alwminiwm yn gyffredinol.
Pan fydd y coiliau cynradd yn cael eu hegnioli, mae'r uwchradd yn cael ei fagneteiddio a bydd maes o gerrynt trolif yn cael ei ffurfio yn y dargludydd eilaidd.Bydd y maes eilaidd hwn wedyn yn rhyngweithio â'r EMF cefn sylfaenol i gynhyrchu grym.Bydd cyfeiriad y cynnig yn dilyn rheol llaw chwith Fleming hy;bydd cyfeiriad y mudiant yn berpendicwlar i gyfeiriad y cerrynt a chyfeiriad y cae / fflwcs.
Ffig 2
Mae moduron sefydlu llinellol yn cynnig y fantais o gost isel iawn oherwydd nid yw'r uwchradd yn defnyddio unrhyw magnetau parhaol.Mae magnetau parhaol NdFeB a SmCo yn ddrud iawn.Mae moduron sefydlu llinellol yn defnyddio deunyddiau cyffredin iawn, (dur, alwminiwm, copr), ar gyfer eu eilaidd ac yn dileu'r risg hon o gyflenwad.
Fodd bynnag, yr anfantais o ddefnyddio moduron sefydlu llinellol yw argaeledd gyriannau ar gyfer moduron o'r fath.Er ei bod yn hawdd iawn dod o hyd i yriannau ar gyfer moduron llinol magnet parhaol, mae'n anodd iawn dod o hyd i yriannau ar gyfer moduron sefydlu llinellol.
Ffig 3
Moduron Cydamserol Llinellol Magnet Parhaol
Yn y bôn, mae gan foduron cydamserol llinol magnet parhaol (PMLSM) yr un cynradd â moduron sefydlu llinol (hy, set o goiliau wedi'u gosod ar bentwr o laminiadau dur trydanol ac wedi'u gyrru gan foltedd tri cham).Mae'r uwchradd yn wahanol.
Yn lle plât o alwminiwm neu gopr wedi'i osod ar blât o ddur, mae'r uwchradd yn cynnwys magnetau parhaol wedi'u gosod ar blât o ddur.Bydd cyfeiriad magneteiddio pob magnet yn wahanol i'r un blaenorol fel y dangosir yn Ffig. 3.
Mantais amlwg defnyddio magnetau parhaol yw creu maes parhaol yn yr uwchradd.Rydym wedi gweld bod grym yn cael ei gynhyrchu ar fodur anwytho gan ryngweithiad y maes cynradd a'r maes eilaidd sydd ond ar gael ar ôl i faes o gerrynt trolif gael ei greu yn yr uwchradd trwy'r bwlch aer modur.Bydd hyn yn arwain at oedi o'r enw “slip” a mudiant o'r uwchradd nad yw mewn cydamseriad â'r foltedd cynradd a gyflenwir i'r cynradd.
Am y rheswm hwn, gelwir moduron llinellol ymsefydlu yn “asynchronous”.Ar fodur llinol magnet parhaol, bydd y cynnig eilaidd bob amser mewn cydamseriad â'r foltedd cynradd oherwydd bod maes eilaidd bob amser ar gael a heb unrhyw oedi.Am y rheswm hwn, gelwir moduron llinol parhaol yn “gydamserol”.
Gellir defnyddio gwahanol fathau o fagnetau parhaol ar PMLSM.Dros y 120 mlynedd diwethaf, mae cymhareb pob deunydd wedi newid.Hyd heddiw, mae PMLSMs yn defnyddio naill ai magnetau NdFeB neu magnetau SmCo ond mae'r mwyafrif helaeth yn defnyddio magnetau NdFeB.Mae Ffig. 4 yn dangos hanes datblygiad magnet parhaol.
Ffig 4
Nodweddir cryfder magnet gan ei gynnyrch ynni yn Megagauss-Oersteds, (MGOe).Hyd at ganol yr wythdegau dim ond Steel, Ferrite ac Alnico oedd ar gael ac yn darparu cynnyrch ynni isel iawn.Datblygwyd magnetau SmCo ar ddechrau'r 1960au yn seiliedig ar waith gan Karl Strnat ac Alden Ray ac fe'u masnachwyd yn ddiweddarach ar ddiwedd y chwedegau.
Ffig 5
I ddechrau, roedd cynnyrch ynni magnetau SmCo yn fwy na dwbl cynnyrch ynni magnetau Alnico.Ym 1984 datblygodd General Motors a Sumitomo magnetau NdFeB yn annibynnol, sef cyfansoddyn Neoodynium, Haearn a Boron.Dangosir cymhariaeth magnetau SmCo ac NdFeB yn Ffig. 5.
Mae magnetau NdFeB yn datblygu grym llawer uwch na magnetau SmCo ond maent yn llawer mwy sensitif i dymheredd uchel.Mae magnetau SmCo hefyd yn llawer mwy gwrthsefyll cyrydiad a thymheredd isel ond maent yn ddrutach.Pan fydd y tymheredd gweithredu yn cyrraedd tymheredd uchaf y magnet, mae'r magnet yn dechrau dadfagneteiddio, ac mae'r demagnetization hwn yn anghildroadwy.Bydd y magnet sy'n colli magnetization yn achosi i'r modur golli grym ac yn methu â bodloni'r manylebau.Os yw'r magnet yn gweithredu o dan y tymheredd uchaf 100% o'r amser, bydd ei gryfder yn cael ei gadw bron am gyfnod amhenodol.
Oherwydd cost uwch magnetau SmCo, magnetau NdFeB yw'r dewis cywir ar gyfer y rhan fwyaf o foduron, yn enwedig o ystyried y grym uwch sydd ar gael.Fodd bynnag, ar gyfer rhai cymwysiadau lle gall tymheredd gweithredu fod yn uchel iawn, mae'n well defnyddio magnetau SmCo i gadw draw o'r tymheredd gweithredu uchaf.
Dyluniad moduron llinellol
Yn gyffredinol, mae modur llinellol wedi'i ddylunio trwy Efelychu Electromagnetig Elfen Feidraidd.Bydd model 3D yn cael ei greu i gynrychioli'r pentwr lamineiddio, coiliau, magnetau, a phlât dur sy'n cynnal y magnetau.Bydd aer yn cael ei fodelu o amgylch y modur yn ogystal ag yn y bwlch aer.Yna bydd priodweddau deunyddiau yn cael eu nodi ar gyfer pob cydran: magnetau, dur trydanol, dur, coiliau, ac aer.Yna bydd rhwyll yn cael ei chreu gan ddefnyddio elfennau H neu P a'r model yn cael ei ddatrys.Yna mae'r cerrynt yn cael ei gymhwyso i bob coil yn y model.
Mae Ffig. 6 yn dangos allbwn efelychiad lle mae fflwcs mewn tesla yn cael ei arddangos.Prif werth allbwn diddordeb yr efelychiad wrth gwrs yw Grym modur a bydd ar gael.Oherwydd nad yw troadau diwedd y coiliau yn cynhyrchu unrhyw rym, mae hefyd yn bosibl rhedeg efelychiad 2D trwy ddefnyddio model 2D (DXF neu fformat arall) o'r modur gan gynnwys lamineiddiadau, magnetau, a phlât dur sy'n cynnal y magnetau.Bydd allbwn efelychiad 2D o'r fath yn agos iawn at yr efelychiad 3D ac yn ddigon cywir i asesu grym modur.
Ffig 6
Bydd modur anwytho llinol yn cael ei fodelu yn yr un ffordd, naill ai trwy fodel 3D neu 2D ond bydd y datrysiad yn fwy cymhleth nag ar gyfer PMLSM.Mae hyn oherwydd y bydd fflwcs magnetig yr uwchradd PMLSM yn cael ei fodelu yn syth ar ôl mynd i mewn i briodweddau'r magnetau, felly dim ond un datrysiad fydd ei angen i gael yr holl werthoedd allbwn gan gynnwys grym modur.
Fodd bynnag, bydd fflwcs eilaidd y modur anwytho yn gofyn am ddadansoddiad dros dro (sy'n golygu sawl datrysiad ar gyfnod penodol o amser) fel y gellir adeiladu fflwcs magnetig yr uwchradd LIM a dim ond wedyn y gellir cael y grym.Bydd angen i'r feddalwedd a ddefnyddir ar gyfer yr Efelychu Elfennau Terfynol Electromagnetig fod â'r gallu i redeg dadansoddiad dros dro.
Llwyfan Modur Llinol
Ffig 7
Mae Hiwin Corporation yn cyflenwi moduron llinol ar lefel y gydran.Yn yr achos hwn, dim ond y modur llinellol a'r modiwlau uwchradd fydd yn cael eu cyflwyno.Ar gyfer modur PMLSM, bydd y modiwlau eilaidd yn cynnwys platiau dur o wahanol hyd y bydd magnetau parhaol yn cael eu cydosod ar eu pen.Mae Hiwin Corporation hefyd yn cyflenwi camau cyflawn fel y dangosir yn Ffig. 7.
Mae cam o'r fath yn cynnwys ffrâm, berynnau llinellol, y modur cynradd, y magnetau eilaidd, cerbyd i'r cwsmer atodi ei lwyth tâl, yr amgodiwr, a thrac cebl.Bydd cam modur llinol yn barod i ddechrau ar esgor a gwneud bywyd yn haws oherwydd ni fydd angen i'r cwsmer ddylunio a gweithgynhyrchu llwyfan, sy'n gofyn am wybodaeth arbenigol.
Bywyd Gwasanaeth Llinol Cam Modur
Mae bywyd gwasanaeth cam modur llinellol yn sylweddol hirach na llwyfan sy'n cael ei yrru gan wregys, sgriw bêl neu rac a phiniwn.Yn nodweddiadol, cydrannau mecanyddol camau a yrrir yn anuniongyrchol yw'r cydrannau cyntaf i fethu oherwydd y ffrithiant a'r traul y maent yn agored iddynt yn barhaus.Mae cam modur llinellol yn yriant uniongyrchol heb unrhyw gysylltiad mecanyddol na gwisgo oherwydd mai aer yw'r cyfrwng trosglwyddo.Felly, yr unig gydrannau a all fethu ar gam modur llinellol yw'r Bearings llinol neu'r modur ei hun.
Yn nodweddiadol mae gan y Bearings llinol fywyd gwasanaeth hir iawn oherwydd bod y llwyth rheiddiol yn isel iawn.Bydd bywyd gwasanaeth y modur yn dibynnu ar y tymheredd rhedeg cyfartalog.Mae Ffigur 8 yn dangos bywyd inswleiddio modur fel swyddogaeth tymheredd.Y rheol yw y bydd bywyd y gwasanaeth yn cael ei haneru am bob 10 gradd Celsius bod y tymheredd rhedeg yn uwch na'r tymheredd graddedig.Er enghraifft, bydd dosbarth Inswleiddio modur F yn rhedeg 325,000 awr ar dymheredd cyfartalog o 120 ° C.
Felly, rhagwelir y bydd gan gam modur llinellol fywyd gwasanaeth o 50+ mlynedd os dewisir y modur yn geidwadol, bywyd gwasanaeth na ellir byth ei gyflawni trwy gamau gwregys, sgriw bêl, neu rac a phiniwn.
Ffig 8
Ceisiadau ar gyfer Moduron Llinol
Defnyddir moduron sefydlu llinellol (LIM) yn bennaf mewn cymwysiadau sydd â hyd teithio hir a lle mae angen grym uchel iawn ynghyd â chyflymder uchel iawn.Y rheswm dros ddewis modur anwytho llinol yw oherwydd y bydd cost yr uwchradd gryn dipyn yn is na phe bai'n defnyddio PMLSM ac ar gyflymder uchel iawn mae effeithlonrwydd modur Anwythiad Llinol yn uchel iawn, felly bydd ychydig o bŵer yn cael ei golli.
Er enghraifft, mae EMALS (Systemau Lansio Electromagnetig), a ddefnyddir ar gludwyr awyrennau i lansio awyrennau yn defnyddio moduron sefydlu llinellol.Gosodwyd y system modur llinellol gyntaf o'r fath ar gludwr awyrennau USS Gerald R. Ford.Gall y modur gyflymu awyren 45,000 kg ar 240 km/h ar drac 91-metr.
Enghraifft arall o reidiau parc difyrion.Gall y moduron sefydlu llinellol a osodir ar rai o'r systemau hyn gyflymu llwythi tâl uchel iawn o 0 i 100 km/h mewn 3 eiliad.Gellir defnyddio camau echddygol sefydlu llinellol hefyd ar RTUs, (Unedau Trafnidiaeth Robot).Mae'r rhan fwyaf o RTUs yn defnyddio gyriannau rac a phiniwn ond gall modur sefydlu llinellol gynnig perfformiad uwch, cost is, a bywyd gwasanaeth llawer hirach.
Magnet Parhaol Motors Synchronous
Yn nodweddiadol, bydd PMLSMs yn cael eu defnyddio ar gymwysiadau â strociau llawer llai, cyflymderau is ond cywirdeb uchel i uchel iawn a chylchoedd dyletswydd dwys.Mae'r rhan fwyaf o'r cymwysiadau hyn i'w cael yn y diwydiannau AOI (Arolygiad Optegol Awtomataidd), lled-ddargludyddion a pheiriannau laser.
Mae'r dewis o gamau llinol a yrrir gan fodur, (gyriant uniongyrchol), yn cynnig buddion perfformiad sylweddol dros yriannau anuniongyrchol, (camau lle ceir symudiad llinellol trwy drosi mudiant cylchdro), ar gyfer dyluniadau hirhoedlog ac maent yn addas ar gyfer llawer o ddiwydiannau.
Amser post: Chwefror-06-2023