Dynamische lineaire motor
Vele wetenschappers en onderzoeksinstituten in binnen- en buitenland hebben dynamische lineaire motoren bestudeerd, maar de meeste van hen richten zich op de optimalisatie van de structuur en materialen van permanente magneten, de algemene structuur van de motor en het regelcircuit en chipontwerp in combinatie met efficiënte controle strategieën. veld. Er zijn echter niet veel onderzoeken naar de verhouding tussen voeding en vermogen en de tijdsvertraging van opstarten tot steady-state. Dit deel heeft een diepgaande discussie over dit onderdeel gemaakt.
De lineaire motor van de bewegende spoel kan het extern ingevoerde spanningssignaal continu omzetten in een lineaire verplaatsing van heen en weer gaande lineaire beweging, en kan een elektromagnetische kracht van ongeveer 2,5 keer van dezelfde afmetingsstructuur genereren, en wordt veel gebruikt met hoge lineariteit en kleine hysteresiskenmerken. aandacht. Tijdens de beweging van het spiraalsamenstel met enkele spoel van de conventionele structuur, wordt echter wervelstroom gemakkelijk in het magnetische materiaal gegenereerd, zodat de elektromagnetische kracht die door de spoel wordt opgewekt, wordt verminderd. Tegelijkertijd zijn er vanwege de inherente impedantiekarakteristieken van de spoelcomponent bepaalde beperkingen in zowel de responstijd als de reactiesnelheid. De ontwikkeling van elektromagnetische kracht met een groot vermogen en dynamische lineaire motoren met een hoog responsievermogen is een trend op het gebied van elektrotechniek.
Hiertoe wordt in dit document een nieuw type lineaire motor met bewegende spoel voorgesteld met tweeweg omkeerbare bediening. Een nieuw type spiraalsplitsing, parallelle en parallelle conversiecombinatie wordt gebruikt voor de stroomvoerende spoel en de laadresponstijd van beide uiteinden van de spoel wordt verbeterd door de weerstand en de tijdconstante te veranderen. De PWM-pulsbreedtemodulatiebesturingsmethode wordt gebruikt om de grootte en richting van de spoelstroom te regelen, die niet alleen stabiele en ongestoorde motorschakelbesturing kan bereiken, maar ook de grote elektromagnetische krachtoutput en hoogfrequente responskarakteristieken van het apparaat realiseren.
Structuur en principe
De structuur van de lineaire motor van het bewegende spoeltype is zoals getoond in figuur 1. Een aantal ringvormige permanente magneten is aangebracht op de omtrek van de binnenwand van het huis, en het anker bevindt zich in het ringvormige permanente magneetlichaam, en is bevestigd aan één uiteinde van de behuizing met schroeven. De stroomvoerende spoel is rond de spoel van de elektromagnetische krachtspiraal gewonden en verbonden met de uitgaande as, drijft door een luchtspleet tussen de permanente magneet en het anker door een geleidepen en is van de buitenkant gescheiden door een sluitkom.
Het besturingsprincipe wordt getoond in figuur 3. Eerst wordt de ingangssignaalspanning ui verwerkt door de versterker en vervolgens geladen in de besturingsspoel. De stroomvoerende regelspoel wordt samen met de elektromagnetische krachtspoeldraaier gegenereerd door de elektromagnetische kracht Fcd in het constante magnetische veld dat wordt verschaft door de permanente magneet. De verplaatsing xc is zodanig dat de kern samen wordt bewogen. Het spoelsamenstel detecteert de positiefout door de verplaatsingssensor en zet deze vervolgens om in een signaalspanning, die wordt gecompenseerd naar het ingangssignaal ur als een correctiespanning ue om te waarborgen dat het spoelsamenstel indien nodig in de juiste positie blijft. De grootte en richting van de elektromagnetische kracht is afhankelijk van de grootte en richting van de stuurstroom i in de spoel. De richting van de elektromagnetische kracht Fcd wordt veranderd door de richting van het ingangsspanningssignaal te veranderen, waardoor een bidirectionele beweging wordt bereikt. Op deze manier wordt het systeem geregeld door een gesloten lus, wat ook de regelnauwkeurigheid en reactiesnelheid verbetert.
De elektromagnetische kracht Fcd is altijd evenredig met de ankerstroom i en de geïnduceerde elektromotorische kracht E is altijd evenredig met de bewegingssnelheid vc. De proportionele coëfficiënten worden respectievelijk de elektromagnetische krachtconstante en de achterelektrromotorische kracht constant genoemd, en de waarden van de twee zijn enigszins verschillend. Het effect van de ankerreactie, maar in hoofdzaak hetzelfde, is bij benadering het product van de magnetische luchtinductie Bg en de effectieve wikkellengte la. Bovendien hoeft het binnen het slagbereik niet van richting te veranderen en de inductantie van de spoel is in principe niet veranderd binnen het slagbereik, dus de lineaire motor van het lineaire lineaire spoellichaam heeft een goede bestuurbaarheid.
Gecombineerd spoelontwerp
De spoel is een belangrijk onderdeel van de lineaire motor met bewegende spoel. Zijn hoofdfunctie is om elektrische energie om te zetten in mechanische energie, die veel wordt gebruikt op het gebied van actuatorbesturing. Momenteel is de algemeen gebruikte spoelwikkelingswerkwijze een enkele spoelcombinatiemethode, en de reactiesnelheid en elektromagnetische kracht zijn beperkt en de omzettingsefficiëntie is laag, hetgeen moeilijk is om te voldoen aan de vereisten van energiebesparing, milieubescherming, hoge efficiëntie en hoge snelheid. In dit artikel is de originele spoel in meerdere secties verdeeld en parallel gebruikt. Niet alleen vermindert het gewicht en het energieverbruik van de spoel aanzienlijk, maar vermindert ook het verlies van materiaalenergie en kan voldoen aan de vereisten van grote elektromagnetische kracht en hoge frequentieresponsiviteit.
Onder dezelfde spanning kan een enkele reeks van een componentcircuit met een spoelspiraalserie de responstijd verkorten en de reactiesnelheid verbeteren, maar het is moeilijk om de grote elektromagnetische krachtoutput van de inrichting te realiseren. Alleen door de lengte van de spoel in het magnetische veld in de spoel van de schakeling te houden, kan de grote elektromagnetische krachtoutput van de inrichting worden gewaarborgd en kan de lengte van de bekrachtigde spoel in de schakeling worden vergroot door middel van de parallelle spoel groep om de elektromagnetische kracht te vergroten, ten opzichte van het tegenovergestelde van de enkele spoel. De elektromotorische kracht neemt niet toe. Een uniforme splitsing en parallelle verbinding van de bewegende spoel kan de weerstand en inductantie van het apparaat verminderen, de weerstand verminderen en de stroom versterken, en de elektromagnetische krachtoutput van het apparaat aanzienlijk verbeteren; omdat de inductantie echter relatief te klein is, wordt de respons op de lineaire motor met bewegende spoel niet beïnvloed. Groot.
Als de passerende stroom te groot is, interageert het opgewekte magnetische veld met het magnetische veld van de luchtspleet, wat resulteert in een niet-lineaire beperking van het magnetische veld; een grote stroom wordt lange tijd gepasseerd, en de werktemperatuur stijgt snel om hitteschade te veroorzaken, en de werktijd en levensduur van de motor zijn beperkt; de inductantie van de spoel De aanwezigheid van de werkende stroom is altijd gemakkelijk om steady-state te bereiken.
tot slot
Onder dezelfde werkconditie van de spanning, in vergelijking met het bewegende-spoelsamenstel in serie, heeft het uit een groep bestaande bewegende-spoelsamenstel een kleine circuitweerstand en een kleine zelfinductie, hetgeen de responstijd kan verkorten en de reactiesnelheid kan verbeteren, maar het is moeilijk om de grote elektromagnetische krachtoutput van het apparaat. Alleen door de lengte van de spoel in het magnetische veld in de spoel van de schakeling te houden, kan de grote elektromagnetische kracht van de inrichting worden gewaarborgd, en de lengte van de bekrachtigde spoel in de schakeling wordt vergroot door middel van de parallelle spoelgroep tot verhoog de elektromagnetische kracht en de elektromotorische kracht van de enkele spoel stijgt niet. In dit artikel wordt gecontroleerd of het gelijkmatig gesplitste spoelsamenstel parallel is ontworpen en de staprespons van de verplaatsing ongeveer 1 mm bereikt, die wordt verkleind van meer dan 14,6 ms tot minder dan 9,94 ms, en de reactiesnelheid is meer dan verdubbeld. De elektromagnetische kracht is 10.8N. Toenemend tot 93.2N, is de versnelling ook met 8 keer toegenomen. Gecombineerd met de PWM-besturingsmodus, kan de regeling van hogere frequentierespons worden gerealiseerd. De responstijd van de elektromagnetische kracht die de maximale waarde bereikt, wordt verlaagd tot 0,688 ms, wat de hoogfrequente responskarakteristieken van het hele apparaat aanzienlijk verbetert en een korte uitgangsresponstijd en een grote elektromagnetische kracht bereikt. Kenmerken. De lineaire motor van het lineaire motortype kan op grote schaal worden toegepast op verschillende soorten automatische besturingssystemen die een hoge reactiesnelheid vereisen, zoals numerieke besturingsproducten van het directe aandrijftype, en heeft een goed vooruitzicht.
