V samotnom období 1840 rokov začal vývoj lineárneho indukčného motora v Londýne Charles Wheatstone, čo sa však zdá byť nepraktické. Zatiaľ čo v roku 1935 vyvinul operačný model Hermann Kemper a operačnú verziu v plnej veľkosti predstavil Eric v roku 1940. Potom bolo toto zariadenie použité v mnohých aplikáciách v mnohých odvetviach. Tento článok podáva jasné vysvetlenie Linear Indukčný motor , jeho princíp práce, výkon, dizajn, konštrukcia, výhody a nevýhody a hlavné aplikácie. Poďme sa ponoriť do konceptu.
Čo je to lineárny indukčný motor?
Lineárny indukčný motor má skratku LIM a jedná sa o vylepšenú verziu rotačného indukčného motora, ktorého výstupom je lineárny translačný pohyb v mieste rotačného pohybu. Toto zariadenie generuje lineárny pohyb a silu inú ako krútiaci moment. Dizajn a funkčnosť lineáru indukcia motor je možné znázorniť na nasledujúcom obrázku vytvorením radikálne tvarovaného rezu v otáčajúcej sa indukcii a tým vyrovnaním profilu.
Výstupom je vyrovnaný stator alebo horná strana s požehlenými lamináciami, kde tieto nesú trojfázové viacpólové vinutie s vodičmi v 900uhly k smeru pohybu. Pozostáva tiež z vinutia uzavretého typu vinutia, zatiaľ čo obvykle je opatrený nekonečným plechom vyrobeným z hliníka alebo medi, ktorý je uložený na pevnej pozlátenej železnej podložke.
Bez ohľadu na názov zariadenia, nie všetky lineárne indukčné motory generujú lineárny pohyb, iba málo generovaných zariadení sa využíva na vytváranie otáčok s veľkými priemermi a využitie nekonečných primárnych sekcií je nákladnejšie.
Dizajn
Základná konštrukcia a konštrukcia lineárneho indukčného motora takmer zodpovedajú tomu istému ako trojfázová indukcia motor, aj keď sa to nezdá ako u normálneho indukčného motora. Keď sa v statorovej časti viacfázového indukčného motora vytvorí rez a umiestni sa na rovný povrch, vytvorí sa tak primárny úsek lineárneho indukčného motora. Rovnakým spôsobom, keď sa v časti rotora viacfázového indukčného motora vytvorí výrez os a umiestni sa na rovný povrch, potom sa vytvorí sekundárny úsek lineárneho indukčného motora.
Konštrukcia lineárneho indukčného motora Okrem toho existuje ďalší model lineárneho indukčného motora, ktorý sa používa na zvýšenie výkonu, a tento model sa nazýva DLIM, čo je obojstranný lineárny indukčný motor. Tento model má primárnu časť, ktorá je umiestnená na inom konci sekundárnej časti. Tento dizajn sa používa na zvýšenie využitia toku na primárnej aj sekundárnej strane. To je konštrukcia lineárneho indukčného motora .
Princíp činnosti lineárneho indukčného motora
Nasledujúca časť poskytuje jasné vysvetlenie prevádzka lineárneho indukčného motora .
Tu, keď je primárna časť motora napájaná pomocou vyváženého trojfázového napájania, dôjde k pohybu toku po celej dĺžke primárnej časti. Tento lineárny pohyb magnetického poľa sa rovná točivému magnetickému poľu v statorovej časti trojfázového indukčného motora.
S týmto dôjde k indukcii elektrického prúdu vo vodičoch sekundárneho vinutia z dôvodu komparatívneho pohybu medzi vodičom a pohyb toku . Prúd, ktorý je indukovaný, sa dostane do súvislosti s pohybom toku, aby vytvoril buď lineárny ťah sily, a to ukazuje
Vs = 2tfs m / s
Keď je primárny úsek konštantný a druhý oddiel má pohyb, potom sila ťahá sekundárny oddiel v jeho smere samotnom, čo vedie k vytvoreniu potrebného priamočiareho pohybu. Keď je do systému dodávané napájanie, generované pole bude poskytovať lineárne pohyblivé pole, kde je rýchlosť predstavovaná podľa vyššie uvedenej rovnice.
V rovnici „fs“ zodpovedá miere merania frekvencie napájania v Hz
„Vs“ zodpovedá lineárnemu pohyblivému poľu meranému v m / s
„T“ zodpovedá stúpaniu lineárneho pólu, čo znamená vzdialenosť medzi pólom a pólom meraná v metroch
V = (1 s) Vs
V súlade s tým istým odôvodnením sekundárny behúň v stave indukčného motora nedrží rovnaké otáčky ako hodnota otáčok magnetické pole . Z tohto dôvodu dôjde k pošmyknutiu.
The diagram lineárneho indukčného motora sa zobrazuje nasledovne:
Charakteristiky lineárneho indukčného motora
Niektoré z charakteristík LIM sú:
Konečný efekt
Na rozdiel od typu motora s kruhovou indukciou má LIM charakteristiku nazývanú „konečný efekt“. Konečný efekt spočíva v stratách účinnosti a výkonu, ktoré sú dôsledkom magnetickej energie, ktorá sa unáša a klesá na konci primárnej časti relatívnym pohybom primárnej a sekundárnej časti.
Iba so sekundárnym úsekom sa zdá, že funkčnosť zariadenia je rovnaká ako u rotačného stroja, čo si vyžaduje, aby bol vzdialený takmer dva póly, ale pri minimálnom primárnom znížení ťahu, ku ktorému dochádza pri nízkom sklze, je však buď 8 alebo viac. póly dlhšie. Vzhľadom na existenciu koncových účinkov nedokážu zariadenia LIM udržať schopnosť bežať naľahko, zatiaľ čo všeobecný druh indukčných motorov si zachováva túto schopnosť prevádzkovať motor s bližším synchrónnym poľom za okolností minimálneho zaťaženia. Naproti tomu konečný efekt generuje zodpovedajúce straty s lineárnymi motormi.
Ťah
Pohon, ktorý je spôsobený zariadeniami LIM, je takmer rovnaký ako pohon bežných indukčných motorov. Tieto hnacie sily predstavujú približne rovnakú charakteristickú krivku, aká je rovnaká ako sklz, aj keď sú modulované konečnými efektmi. Toto sa nazýva aj ako traktívne úsilie. Ukazuje to
F = Pg / Vs merané v Newtonoch
Levitácia
Ďalej, na rozdiel od rotačného motora, majú zariadenia LIM elektrodynamickú levitačnú silu, ktorá má nulové hodnoty pri sklze „0“, a to vytvára približne pevné množstvo medzery, keď sa sklz zvyšuje v niektorom zo smerov. To sa deje iba u jednostranných motorov a táto charakteristika sa všeobecne nestane, keď sa pre sekundárny úsek použije železná nosná doska, pretože to vytvára príťažlivosť, ktorá prekonáva zdvíhací tlak.
Efekt priečnej hrany
Lineárne indukčné motory tiež vykazujú priečny okrajový efekt, ktorým je, že prúdové dráhy, ktoré sú v rovnakom smere pohybu, vytvárajú straty a kvôli týmto dráham dôjde k zníženiu účinného ťahu. Kvôli tomuto priečnemu okraju dôjde k efektu.
Výkon
The výkon lineárneho indukčného motora môže byť známa z nižšie vysvetlenej teórie, kde synchrónna rýchlosť pohybujúcej sa vlny je reprezentovaná symbolom
Vs = 2f (dreň lineárneho pólu) …… ..m / s
„F“ zodpovedá dodanej frekvencii meranej v Hertzoch
V prípade rotačného indukčného motora sú otáčky sekundárneho úseku v LIM menšie ako otáčky synchrónnych otáčok a sú dané
Vr = Vs (1-s), „s“ je LIM sklz a je
S = (Vs - Vr) / Vs
Lineárna sila je daná vzťahom
F = sila vzduchovej medzery / Vs
Tvar krivky rýchlosti ťahu LIM je takmer totožný s tvarom krivky rýchlosti v / s krútiaceho momentu rotačného indukčného motora. Ak existuje porovnanie medzi LIM a rotačným indukčným motorom, lineárny indukčný motor potrebuje zväčšenú vzduchovú medzeru, a preto dôjde k zvýšeniu magnetizačného prúdu a faktory ako výkon a účinník budú minimálne.
V prípade RIM je plocha statorovej a rotorovej sekcie podobná, zatiaľ čo v LIM je jedna kratšia ako druhá sekcia. Pri konštantnej rýchlosti bude mať kratší úsek nepretržitý priechod ako ten druhý.
Výhody a nevýhody
The výhody lineárneho indukčného motora sú:
Kľúčové výhody LIM sú:
- V čase montáže neexistujú žiadne magnetické príťažlivé sily. Z dôvodu, že zariadenia LIM nemajú žiadne permanentné magnety, v čase montáže systému neexistuje žiadna príťažlivá sila.
- Výhodou lineárnych indukčných motorov je aj dlhá dráha. Tieto zariadenia sú implementované hlavne pre aplikácie s dlhou dĺžkou, pretože sekundárne sekcie nie sú súčasťou permanentných magnetov. Neexistencia magnetov v druhej časti umožňuje, aby tieto zariadenia neboli drahé, pretože cena zariadenia zásadným spôsobom spočíva vo vývoji magnetickej stopy.
- Účinne užitočné pre ťažké účely. Lineárne indukčné motory sa primárne používajú v podmienkach vysokotlakového lineárneho motora, kde sú prítomné s ustálenými hodnotami sily takmer 25 gramov zrýchlenia a stovkami libier.
The nevýhody lineárneho indukčného motora sú:
- Konštrukcia zariadení LIM je trochu komplikovaná, pretože si vyžadujú sofistikované riadiace algoritmy.
- Tie v čase prevádzky zvýšili príťažlivé sily.
- V čase zastavenia nevykazuje žiadnu silu.
- Vylepšená fyzická veľkosť zariadenia znamená, že veľkosť balenia je väčšia.
- Vyžaduje viac energie pre funkčnosť. V porovnaní s lineárnymi motormi s permanentnými magnetmi je účinnosť menšia a vytvára viac tepla. To si ďalej vyžaduje, aby boli do konštrukcie začlenené zariadenia na vodné chladenie.
Aplikácie lineárneho indukčného motora
Výhradné použitie lineárnych indukčných motorov možno nájsť v aplikáciách ako
- Kovové dopravné pásy
- Mechanické riadiace zariadenia
- Pohony pre vysokorýchlostné ističe
- Aplikácie na podporu raketoplánu
Celkovo sa jedná o koncept lineárnych indukčných motorov. Tento článok priniesol jasné vysvetlenie princípov, návrhu, práce, použitia, výhod a nevýhod lineárnych indukčných motorov. Ďalej je potrebné vedieť, ako stúpa rýchlosť v / s pólu charakteristiky lineárneho indukčného motora hrať?
