בתקופה של 1840 עצמה, התפתחותו של מנוע אינדוקציה לינארי החלה על ידי צ'רלס וויטסטון בלונדון, אך נראה כי הדבר אינו מעשי. בעוד שבשנת 1935, הרמן קמפר הביא את מודל ההפעלה לפיתוח, ואת גרסת ההפעלה בגודל מלא הציג אריק בשנת 1940. לאחר מכן, מכשיר זה הועסק ביישומים רבים בענפים רבים. מאמר זה נותן הסבר ברור ליניארי מנוע אינדוקציה , עקרון העבודה שלו, ביצועים, תכנון, בנייה, יתרונות וחסרונות ויישומים עיקריים. הבה נצלול למושג.
מהו מנוע אינדוקציה לינארי?
מנוע אינדוקציה לינארית מקוצר כ- LIM וזו הגרסה המשופרת של מנוע האינדוקציה הסיבובי כאשר הפלט הוא תנועת טרנסלציה לינארית במקום תנועה מסתובבת. מכשיר זה מייצר תנועה וכוח ליניאריים מלבד המומנט המסתובב. העיצוב והפונקציונליות של הליניארית הַשׁרָאָה ניתן להציג את המנוע באיור שלהלן על ידי יצירת חתך בצורת קיצוניות באינדוקציה המסתובבת ובכך ליישר את החלק.
הפלט הוא סטטור מפולס או שבצד העליון יש למינציות מצופות ברזל, כאשר אלה נושאים מוטות מרובי תלת פאזי המתפתלים עם מוליכים הנמצאים ב 900זוויות לכיוון התנועה. הוא מורכב גם מסוג סיבוב של סיבוב מתפתל ואילו הוא נכלל בדרך כלל ביריעת אלומיניום או נחושת אינסופית הנשמרת על תומך מברזל מוצק.
ללא קשר לשם המכשיר, לא כל מנועי האינדוקציה הליניארית מייצרים תנועה ליניארית, מעטים מייצור המכשירים מנוצלים לצורך העברת סיבובים בעלי קטרים גדולים והשימוש בקטעים הראשוניים האינסופיים יקר יותר.
לְעַצֵב
הבנייה היסודית ו תכנון מנוע אינדוקציה ליניארי כמעט תואמים את אותו הדבר כמו אינדוקציה תלת פאזית מנוע, למרות שהוא לא נראה כמו של מנוע אינדוקציה רגיל. כאשר נוצר חתך בקטע הסטאטור של מנוע האינדוקציה הפוליפאזי ומונח על משטח ישר, אז זה יוצר את החלק העיקרי של מנוע האינדוקציה הליניארי. באותו אופן, כאשר מערכת חיתוך נוצרה בקטע הרוטור של מנוע האינדוקציה הפוליפאזי ומונחת על משטח ישר, אז זה יוצר את החלק המשני של מנוע האינדוקציה הליניארי.
בניית מנוע אינדוקציה לינארית בנוסף לכך, קיים מודל נוסף של מנוע האינדוקציה הליניארית המשמש לשיפור הביצועים וזה נקרא DLIM שהוא מנוע אינדוקציה ליניארי דו-צדדי. למודל זה יש קטע ראשוני שממוקם בקצה אחר של החלק המשני. עיצוב זה משמש לשיפור ניצול השטף הן בצד הראשי והן בצד המשני. זה בניית מנוע אינדוקציה ליניארי .
עקרון עבודה של מנוע אינדוקציה לינארי
החלק שלהלן מספק הסבר ברור על עבודה של מנוע אינדוקציה ליניארי .
כאן, כאשר המקטע העיקרי של המנוע מופעל באמצעות כוח תלת פאזי מאוזן, תהיה תנועת שטף לכל אורך החלק הראשוני. תנועה ליניארית זו של השדה המגנטי שווה לשדה המגנטי המסתובב בחלק הסטטור של מנוע האינדוקציה התלת פאזי.
עם זאת, תהיה אינדוקציה של זרם חשמלי במוליכים של סלילה משנית בגלל תנועה השוואתית בין המוליך לבין תנועת שטף . הזרם המושרה מתקשר לתנועת השטף ליצירת דחף כוח ליניארי וזה מוצג על ידי
Vs = 2tfs m / sec
כאשר החלק הראשי עשוי להיות קבוע ולחתך השני יש תנועה, אז הכוח מושך את החלק המשני לכיוונו עצמו וזה מביא ליצירת תנועה ישר ישר. כאשר מספקים אספקת חשמל למערכת, השדה שנוצר יספק שדה נע ליניארי שבו המהירות מיוצגת לפי המשוואה הנ'ל.
במשוואה, 'fs' תואם את כמות מדד תדר האספקה בהרץ
'Vs' תואם את השדה הנע ליניארי שנמדד ב- m / sec
'T' תואם את המגרש של הקוטב הליניארי שמשמעותו המרחק בין הקוטב לקוטב הנמדד במטרים
V = (1-s) Vs
בהתאמה לאותה הצדקה, במצב של מנוע אינדוקציה, הרץ המשני אינו מחזיק באותה מהירות כמו ערך המהירות של שדה מגנטי . בגלל זה, יש מחליק.
ה תרשים מנוע אינדוקציה ליניארי מוצג כדלקמן:
מאפייני מנוע אינדוקציה לינארי
כמה מהמאפיינים של LIM הם:
אפקט קצה
בדומה לסוג האינדוקציה המעגלי של המנוע, ל- LIM יש מאפיין הנקרא 'אפקט קצה'. האפקט הסופי מורכב מאובדן יעילות וביצועים שהם תוצאה של אנרגיה מגנטית הנישאת ונשמטת בסוף הקטע הראשוני דרך התנועה היחסית של החלקים הראשוניים והמשניים.
רק עם החלק המשני, נראה שהפונקציונליות של המכשיר זהה למכונה הסיבובית, נדרשת שזה כמעט שני קטבים זה מזה, אך עם הפחתה ראשונית מינימלית של הדחף המתרחשת בהחלקה נמוכה עדיין היא 8 או יותר מוטות ארוכים יותר. עם קיומם של תופעות קצה, מכשירי LIM אינם מחזיקים ביכולת להפעיל אור, ואילו הסוג הכללי של מנועי האינדוקציה מחזיק ביכולת זו להפעיל את המנוע בעל שדה סינכרוני קרוב יותר בנסיבות עומס מינימליות. מנגד, האפקט הסופי מייצר הפסדים תואמים בעלי מנועים לינאריים.
דַחַף
הכונן שנגרם על ידי מכשירי ה- LIM כמעט זהה לזה של מנועי אינדוקציה כלליים. כוחות הנעה אלה מייצגים עקומה אופיינית זהה בערך כמו החלקה, למרות שמווסתים על ידי השפעות הקצה. זה נקרא גם כמאמץ טרקטיבי. זה מוצג על ידי
F = Pg / Vs נמדד בניוטון
ריחוף
יתר על כן, בניגוד למנוע הסיבובי, למכשירי LIM יש כוח ריחוף אלקטרודינמי שיש בו אפס קריאה בהחלקה '0' וזה מייצר כמות קבועה בערך של פער כאשר החלקה מתחזקת באחד מהכיוונים. זה מתרחש רק במנועים חד-צדדיים ובדרך כלל מאפיין זה לא יקרה כאשר נעשה שימוש בלוח תומך ברזל לחלק המשני מכיוון שהדבר יוצר משיכה המתגברת על לחץ ההרמה.
אפקט קצה רוחבי
מנועי אינדוקציה ליניאריים מציגים גם אפקט קצה רוחבי, שהנתיבים הנוכחיים הנמצאים באותו כיוון תנועה מפתחים הפסדים ובגלל נתיבים אלה, תהיה ירידה בדחף האפקטיבי. כמו בגלל אפקט קצה רוחבי זה מתרחש.
ביצועים
ה ביצועים של מנוע האינדוקציה הליניארי ניתן לדעת על ידי התיאוריה המוסברת להלן, כאשר המהירות הסינכרונית של הגל הנע מיוצגת על ידי
Vs = 2f (pith של הקוטב הליניארי) …… ..m / s
'F' תואם לתדר המסופק שנמדד בהרץ
במקרה של מנוע אינדוקציה סיבובי, מהירות הקטע המשני ב- LIM נמוכה מהמהירות הסינכרונית וניתנת על ידי
Vr = Vs (1-s), 's' הוא החלקה ה- LIM והיא
S = (Vs - Vr) / Vs
הכוח הליניארי ניתן על ידי
F = כוח פער האוויר / Vs
צורת עקומת המהירות של ה- LIM כמעט זהה לזו של עקומת מומנט המהירות v / s של מנוע האינדוקציה הסיבובי. כאשר ישנה השוואה בין LIM לבין מנוע אינדוקציה סיבובי, מנוע האינדוקציה הליניארי זקוק לפער אוויר מוגבר ובשל כך, יהיה זרם מגנטי מוגבר והגורמים כמו ביצועים וגורם הספק יהיו מינימליים.
במקרה של RIM, שטח קטעי הסטטור והרוטור דומה, ואילו ב- LIM אחד קצר יותר מהקטע השני. במהירות קבועה, החלק הקצר יותר יעבור מעבר רציף מזה של האחר.
יתרונות וחסרונות
ה יתרונותיו של מנוע האינדוקציה הליניארי הם:
היתרונות המכריעים של LIM הם:
- אין כוחות משיכה מגנטיים בזמן ההרכבה. מהסיבה שלמכשירי LIM אין מגנטים קבועים, אין כוח משיכה בזמן הרכבת המערכת.
- למנועי אינדוקציה לינאריים יש גם את היתרון של נסיעה באורכים ארוכים. התקנים אלה מיושמים בעיקר ליישומים באורך ארוך מכיוון שקטעים משניים אינם כלולים במגנטים קבועים. אי קיומם של מגנטים בסעיף השני מאפשר להתקנים אלה להיות לא יקרים מכיוון שמחיר המכשיר מכריע באופן פיתוח מסלול מגנטי.
- יעיל יעיל למטרות כבדות. מנועי אינדוקציה לינאריים משמשים בעיקר בתנאי מנוע ליניאריים בלחץ גבוה כאשר הם קיימים עם דירוגי כוח יציבים של כמעט 25 גרם תאוצות וכמאות קילוגרמים.
ה חסרונות של מנוע אינדוקציה לינארי הם:
- בניית מכשירי LIM מסובכת מעט מכיוון שהם דורשים אלגוריתמי בקרה מתוחכמים.
- אלה הגדילו את כוחות המשיכה בזמן הפעולה.
- לא מראה כוח בזמן העמידה.
- הגודל הפיזי המשופר של המכשיר פירושו שגודל האריזה גדול יותר.
- דורש יותר כוח לפונקציונליות. בהשוואה למנועים לינאריים של מגנטים קבועים, היעילות נמוכה ומייצרת יותר חום. זה צריך עוד מכשירים קירור מים כדי להיכלל בבנייה.
יישומים של מנוע אינדוקציה לינארי
ניצול בלעדי של מנועי אינדוקציה לינאריים ניתן למצוא ביישומים כמו
- מסוע מתכתי
- ציוד בקרה מכני
- מפעילים למפסקים במהירות גבוהה
- יישומי הגברת הסעות
בסך הכל, זה הכל על הרעיון של מנועי אינדוקציה לינארית. מאמר זה סיפק הסבר ברור לעקרונות מוטוריים אינדוקציה לינארית, תכנון, עבודה, שימושים, יתרונות וחסרונות. יש צורך לדעת כיצד גובה הקוטב המהיר v / s מאפיינים במנוע אינדוקציה ליניארי לְבַצֵעַ?
