Motor lineal dinamico

- Nov 12, 2018-

Motor lineal dinamico

Muchos académicos e institutos de investigación en el país y en el extranjero han estudiado los motores lineales dinámicos, pero la mayoría de ellos se centran en la optimización de la estructura y los materiales de los imanes permanentes, la estructura general del motor y el diseño del circuito de control y chip combinados con un control eficiente. estrategias. campo. Sin embargo, no hay muchas investigaciones sobre su relación potencia-potencia y el retardo de tiempo desde el inicio hasta el estado estacionario. Esta parte ha hecho una discusión en profundidad sobre esta parte.

El motor lineal de bobina móvil puede convertir continuamente la señal de voltaje de entrada externa en un desplazamiento lineal de movimiento lineal alternativo, y puede generar una fuerza electromagnética de aproximadamente 2,5 veces la misma estructura de tamaño, y se usa ampliamente con alta linealidad y pequeñas características de histéresis. atención. Sin embargo, durante el movimiento del conjunto de bobina de bobina simple de la estructura convencional, la corriente de Foucault se genera fácilmente dentro del material magnético, de modo que se reduce la fuerza electromagnética generada por la bobina. Al mismo tiempo, debido a las características de impedancia inherentes del componente de la bobina, existen ciertas limitaciones tanto en el tiempo de respuesta como en la velocidad de respuesta. El desarrollo de motores de fuerza electromagnética de gran potencia y de bobina móvil de alta respuesta es una tendencia en el campo de la ingeniería eléctrica.

Con este fin, en este documento se propone un nuevo tipo de motor lineal de bobina móvil con control reversible de dos vías. Se adopta un nuevo tipo de combinación de división de bobina, conversión paralela y paralela para la bobina portadora de corriente, y se mejora el tiempo de respuesta de carga de ambos extremos de la bobina al cambiar la resistencia y la constante de tiempo. El método de control de modulación de ancho de pulso PWM se utiliza para controlar la magnitud y la dirección de la corriente de la bobina, que no solo puede lograr un control de conmutación del motor estable y sin interrupciones, sino que también cuenta con la gran salida de fuerza electromagnética y las características de respuesta de alta frecuencia del dispositivo.

Estructura y principio

La estructura del motor lineal del tipo de bobina móvil es como se muestra en la Fig. 1. Una pluralidad de imanes permanentes anulares están dispuestos en la circunferencia de la pared interior de la carcasa, y la armadura está ubicada en el cuerpo del imán permanente anular, y es Fijado a un extremo de la carcasa mediante tornillos. La bobina portadora de corriente se enrolla alrededor de la bobina de la bobina de fuerza electromagnética y se conecta al eje de salida, flota a través de un espacio de aire entre el imán permanente y la armadura a través de un pasador de guía, y está separada del exterior por un recipiente de sellado.

El principio de control se muestra en la Figura 3. Primero, el amplificador procesa el voltaje de señal de entrada ui y luego se carga en la bobina de control. La bobina de control portadora de corriente junto con la bobina de bobina de fuerza electromagnética es generada por la fuerza electromagnética Fcd en el campo magnético constante proporcionado por el imán permanente. El desplazamiento xc es tal que el núcleo se mueve juntos. El conjunto de bobina detecta el error de posición del sensor de desplazamiento y luego lo convierte en un voltaje de señal, que se compensa con la señal de entrada ur como un voltaje de corrección para garantizar que el conjunto de bobina permanezca en la posición correcta según sea necesario. La magnitud y la dirección de la fuerza electromagnética dependen de la magnitud y la dirección de la corriente de control i en la bobina. La dirección de la fuerza electromagnética Fcd se cambia cambiando la dirección de la señal de voltaje de entrada, logrando así un movimiento bidireccional. De esta manera, el sistema se controla mediante un circuito cerrado, que también mejora su precisión de control y velocidad de respuesta.

La fuerza electromagnética Fcd es siempre proporcional a la corriente de armadura i, y la fuerza electromotriz inducida E es siempre proporcional a la velocidad del motor vc. Los coeficientes proporcionales se denominan constante de fuerza electromagnética y constante de fuerza electromotriz posterior, respectivamente, y los valores de los dos son ligeramente diferentes. El efecto de la reacción de la armadura, pero sustancialmente el mismo, es aproximadamente el producto de la inducción magnética Bg del espacio de aire y la longitud de bobinado efectiva la. Además, no es necesario cambiar de dirección dentro del rango de carrera, y la inductancia de la bobina no cambia básicamente dentro del rango de la carrera, por lo que el motor lineal del tipo de bobina móvil tiene una buena capacidad de control.

Diseño de bobina combinada

La bobina es un componente clave del motor lineal de bobina móvil. Su función principal es convertir la energía eléctrica en energía mecánica, que se utiliza ampliamente en el campo del control de actuadores. En la actualidad, el método de devanado de bobina comúnmente utilizado es un método de combinación de bobina única, y la velocidad de respuesta y la fuerza electromagnética son limitadas, y la eficiencia de conversión es baja, lo que es difícil de cumplir con los requisitos de ahorro de energía, protección ambiental, alta eficiencia y alta velocidad. En este documento, la bobina original se divide en varias secciones por igual y se usa en paralelo. No solo reduce en gran medida el peso y el consumo de energía de la bobina, sino que también reduce la pérdida de energía material y puede satisfacer los requisitos de gran fuerza electromagnética y capacidad de respuesta de alta frecuencia.

Bajo el mismo voltaje, un solo conjunto de circuitos de componentes de bobina de bobina móvil puede reducir el tiempo de respuesta y mejorar la velocidad de respuesta, pero es difícil darse cuenta de la gran salida de fuerza electromagnética del dispositivo. Solo manteniendo la longitud de la bobina en el campo magnético en la bobina del circuito, se puede asegurar la gran fuerza de salida electromagnética del dispositivo, y la longitud de la bobina energizada en el circuito se puede aumentar por medio de la bobina paralela Grupo para aumentar la fuerza electromagnética, en relación con el opuesto de la bobina única. La fuerza electromotriz no aumenta. La división uniforme y la conexión paralela de la bobina de la bobina móvil pueden reducir la resistencia y la inductancia del dispositivo, reducir la resistencia y amplificar la corriente, y mejorar en gran medida la salida de fuerza electromagnética del dispositivo; sin embargo, como la inductancia es relativamente pequeña, la respuesta al motor lineal de la bobina móvil no se ve afectada. Grande.

Si la corriente de paso es demasiado grande, el campo magnético generado interactúa con el campo magnético del espacio de aire, lo que resulta en una limitación no lineal del campo magnético; se pasa una gran corriente durante mucho tiempo, y la temperatura de trabajo aumenta rápidamente para causar daños por calor, y el tiempo de trabajo y la vida útil del motor son limitados; La inductancia de la bobina La presencia de la corriente de operación siempre es fácil de alcanzar en estado estable.

En conclusión

Bajo la misma condición de trabajo de voltaje, en comparación con el conjunto de bobina móvil en serie, el conjunto de bobina móvil de un solo grupo tiene una pequeña resistencia de circuito y una pequeña inductancia, lo que puede reducir el tiempo de respuesta y mejorar la velocidad de respuesta, pero es difícil realizar la Gran fuerza de salida electromagnética del dispositivo. Solo manteniendo la longitud de la bobina en el campo magnético en la bobina del circuito se puede asegurar la gran fuerza electromagnética del dispositivo, y la longitud de la bobina energizada en el circuito se incrementa por la forma del grupo de bobinas paralelas para Aumente la fuerza electromagnética, y la fuerza electromotriz posterior de la bobina única no aumenta. En este documento, se verifica que el conjunto de bobina dividida uniformemente está diseñado en paralelo, y la respuesta escalonada del desplazamiento alcanza aproximadamente 1 mm, que se reduce de más de 14.6 ms a menos de 9.94 ms, y la velocidad de respuesta es mayor que doblado La fuerza electromagnética es 10.8N. Aumentando a 93.2N, la aceleración también ha aumentado 8 veces. Combinado con el modo de control PWM, se puede realizar el control de una respuesta de frecuencia más alta. El tiempo de respuesta de la fuerza electromagnética que alcanza el valor máximo se reduce a 0.688 ms, lo que mejora en gran medida las características de respuesta de alta frecuencia de todo el dispositivo y logra un corto tiempo de respuesta de salida y una gran fuerza electromagnética. Caracteristicas. El motor lineal del tipo de bobina móvil se puede aplicar ampliamente a varios tipos de sistemas de control automático que requieren una alta velocidad de respuesta, como los productos de control numérico de tipo de accionamiento directo, y tiene una buena perspectiva.


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