Động cơ tuyến tính động
Nhiều học giả và viện nghiên cứu trong và ngoài nước đã nghiên cứu động cơ tuyến tính động, nhưng hầu hết trong số họ tập trung vào việc tối ưu cấu trúc và vật liệu của nam châm vĩnh cửu, cấu trúc tổng thể của động cơ, và mạch điều khiển và thiết kế chip kết hợp với điều khiển hiệu quả chiến lược. cánh đồng. Tuy nhiên, không có nhiều nghiên cứu về tỷ lệ công suất và công suất của nó từ thời gian khởi động đến trạng thái ổn định. Phần này đã thảo luận sâu về phần này.
Động cơ tuyến tính cuộn chuyển động liên tục có thể chuyển đổi tín hiệu điện áp đầu vào bên ngoài thành chuyển tuyến tính của chuyển động tuyến tính qua lại, và có thể tạo ra lực điện từ khoảng 2,5 lần cùng cấu trúc kích thước, và được sử dụng rộng rãi với độ tuyến tính cao và đặc tính trễ nhỏ. chú ý. Tuy nhiên, trong quá trình chuyển động của cuộn dây đơn cuộn của cấu trúc thông thường, dòng xoáy dễ dàng được tạo ra bên trong vật liệu từ tính, do đó lực điện từ sinh ra bởi cuộn dây bị giảm. Đồng thời, do đặc tính trở kháng vốn có của thành phần cuộn dây, có những hạn chế nhất định trong cả thời gian đáp ứng và tốc độ phản ứng. Sự phát triển của lực lượng điện từ lớn và động cơ tuyến tính chuyển động cao đáp ứng là một xu hướng trong lĩnh vực kỹ thuật điện.
Để kết thúc này, một loại động cơ tuyến tính cuộn dây mới với điều khiển đảo chiều hai chiều được đề xuất trong bài báo này. Một loại mới của cuộn dây tách, song song và kết hợp chuyển đổi song song được áp dụng cho các cuộn dây mang hiện tại, và thời gian phản ứng tải của cả hai đầu của cuộn dây được cải thiện bằng cách thay đổi điện trở và thời gian không đổi. Phương pháp điều chế độ rộng xung PWM được sử dụng để điều khiển độ lớn và hướng của dòng cuộn, không chỉ có thể đạt được điều khiển chuyển động của động cơ ổn định và không bị xáo trộn mà còn nhận ra đầu ra lực điện từ lớn và đặc tính đáp ứng tần số cao của thiết bị.
Cấu trúc và nguyên tắc
Cấu trúc của động cơ tuyến tính kiểu cuộn dây di chuyển được thể hiện trong hình 1. Một đa số các nam châm vĩnh cửu hình khuyên được bố trí trên chu vi của thành trong của vỏ và phần ứng được đặt trong thân nam châm vĩnh cửu hình khuyên, và là cố định vào một đầu của vỏ bằng vít. Cuộn dây mang dòng điện quấn quanh cuộn cuộn dây điện từ và kết nối với trục đầu ra, trôi qua một khoảng trống giữa nam châm vĩnh cửu và phần ứng lực thông qua một chốt dẫn hướng, và được tách ra từ bên ngoài bằng một tô niêm phong.
Nguyên tắc điều khiển được thể hiện trong Hình 3. Đầu tiên, điện áp tín hiệu đầu vào ui được xử lý bởi bộ khuếch đại và sau đó được nạp vào cuộn điều khiển. Cuộn dây điều khiển mang theo cùng với cuộn cuộn dây điện từ được tạo ra bởi lực điện từ Fcd trong từ trường không đổi được cung cấp bởi nam châm vĩnh cửu. Xc chuyển là sao cho lõi được di chuyển cùng nhau. Cụm cuộn dây phát hiện lỗi vị trí bằng cảm biến dịch chuyển và sau đó chuyển nó thành điện áp tín hiệu, được bù cho tín hiệu đầu vào ur như điện áp hiệu chỉnh ue để đảm bảo rằng cụm cuộn dây vẫn ở đúng vị trí khi cần thiết. Độ lớn và hướng của lực điện từ phụ thuộc vào cường độ và hướng của dòng điều khiển i trong cuộn dây. Hướng của lực điện từ Fcd được thay đổi bằng cách thay đổi hướng của tín hiệu điện áp đầu vào, do đó đạt được chuyển động hai chiều. Bằng cách này, hệ thống được điều khiển bằng vòng khép kín, điều này cũng cải thiện độ chính xác và tốc độ phản ứng của điều khiển.
Lực điện từ Fcd luôn luôn tỷ lệ thuận với dòng điện armature i, và lực điện từ cảm ứng E luôn tỉ lệ với tốc độ mc. Các hệ số tỷ lệ được gọi là hằng số lực điện từ và hằng số lực điện động trở lại, tương ứng, và các giá trị của hai là hơi khác nhau. Ảnh hưởng của phản ứng armature, nhưng về cơ bản giống nhau, là khoảng sản phẩm của khoảng cách cảm ứng từ không khí Bg và độ dài quanh co hiệu dụng la. Ngoài ra, nó không cần phải thay đổi hướng trong phạm vi hành trình, và cuộn dây điện cảm về cơ bản không thay đổi trong phạm vi hành trình, vì vậy động cơ tuyến tính loại cuộn dây di chuyển có khả năng kiểm soát tốt.
Thiết kế cuộn dây kết hợp
Cuộn dây là một thành phần quan trọng của động cơ tuyến tính cuộn cảm động. Chức năng chính của nó là chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học, được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực điều khiển thiết bị truyền động. Hiện nay, phương pháp cuộn dây thường được sử dụng là phương pháp kết hợp cuộn đơn, tốc độ phản ứng và lực điện từ bị hạn chế, hiệu suất chuyển đổi thấp, khó đáp ứng yêu cầu tiết kiệm năng lượng, bảo vệ môi trường, hiệu quả cao và tốc độ cao. Trong bài báo này, cuộn dây gốc được chia thành nhiều phần bằng nhau và được sử dụng song song. Không chỉ làm giảm đáng kể trọng lượng và năng lượng tiêu thụ của cuộn dây, mà còn làm giảm sự mất năng lượng vật chất, và có thể đáp ứng các yêu cầu của lực điện từ lớn và đáp ứng tần số cao.
Dưới cùng một điện áp, một bộ mạch cuộn dây thành phần cuộn dây cuộn đơn có thể giảm thời gian đáp ứng và cải thiện tốc độ đáp ứng, nhưng rất khó để nhận ra đầu ra lực điện từ lớn của thiết bị. Chỉ bằng cách duy trì chiều dài của cuộn dây trong từ trường trong cuộn dây của mạch điện có thể tạo ra lực điện từ lớn của thiết bị, và chiều dài của cuộn dây năng lượng trong mạch có thể tăng lên bằng cách cuộn dây song song nhóm để tăng lực điện từ, so với đối diện của cuộn dây đơn. Lực điện động không tăng. Đồng bộ tách và kết nối song song của cuộn dây cuộn cảm ứng có thể làm giảm điện trở và điện cảm của thiết bị, giảm sức đề kháng và khuếch đại dòng điện, và cải thiện đáng kể đầu ra lực điện từ của thiết bị; tuy nhiên, vì điện cảm tương đối quá nhỏ nên phản ứng với động cơ tuyến tính cuộn cảm động không bị ảnh hưởng. Big.
Nếu dòng điện quá lớn, từ trường sinh ra tương tác với từ trường không khí, dẫn đến giới hạn phi tuyến của từ trường; một dòng điện lớn được truyền trong một thời gian dài, và nhiệt độ làm việc tăng lên nhanh chóng gây ra thiệt hại nhiệt, và thời gian làm việc và tuổi thọ của động cơ bị hạn chế; độ tự cảm của cuộn dây Sự hiện diện của dòng vận hành luôn dễ dàng đạt tới trạng thái ổn định.
cuối cùng
Trong cùng một điều kiện làm việc điện áp, so với cuộn dây di chuyển trong loạt, cụm cuộn dây di động đơn có điện trở mạch nhỏ và điện cảm nhỏ, có thể giảm thời gian đáp ứng và cải thiện tốc độ đáp ứng, nhưng khó nhận ra đầu ra lực điện từ lớn của thiết bị. Chỉ bằng cách duy trì chiều dài của cuộn dây trong từ trường trong cuộn dây của mạch có thể lực điện từ lớn của thiết bị được đảm bảo, và chiều dài của cuộn dây năng lượng trong mạch tăng theo cách của nhóm cuộn song song tăng lực điện từ, và lực điện động ngược của cuộn dây đơn không tăng. Trong bài báo này, nó được xác minh rằng lắp ráp cuộn dây đồng đều được thiết kế song song, và đáp ứng bước của dịch chuyển đạt khoảng 1mm, giảm từ 14.6ms xuống dưới 9.94ms, và tốc độ phản ứng lớn hơn tăng gấp đôi. Lực điện từ là 10.8N. Tăng lên 93.2N, gia tốc cũng tăng 8 lần. Kết hợp với chế độ điều khiển PWM, việc kiểm soát đáp ứng tần số cao hơn có thể được thực hiện. Thời gian đáp ứng của lực điện từ đạt giá trị cực đại được giảm xuống còn 0,688 ms, giúp cải thiện đáng kể các đặc tính đáp ứng tần số cao của toàn bộ thiết bị và đạt được thời gian đáp ứng đầu ra ngắn và lực điện từ lớn. Tính năng, đặc điểm. Động cơ tuyến tính kiểu cuộn cảm ứng có thể được áp dụng rộng rãi cho nhiều loại hệ thống điều khiển tự động đòi hỏi tốc độ phản ứng cao, chẳng hạn như các sản phẩm điều khiển số loại ổ đĩa trực tiếp và có triển vọng tốt.
