Motor linear dinâmico
Muitos estudiosos e institutos de pesquisa em casa e no exterior estudaram motores lineares dinâmicos, mas a maioria deles se concentra na otimização da estrutura e dos materiais dos ímãs permanentes, na estrutura geral do motor, no circuito de controle e no design do chip combinado com controle eficiente. estratégias. campo. No entanto, não há muitas pesquisas sobre sua relação potência-potência e tempo de atraso desde o início até o estado estacionário. Esta parte fez uma discussão aprofundada sobre esta parte.
O motor linear de bobina móvel pode converter continuamente o sinal de tensão de entrada externamente em um deslocamento linear de movimento linear alternativo, e pode gerar força eletromagnética de cerca de 2,5 vezes a mesma estrutura de tamanho e é amplamente utilizado com alta linearidade e características de pequena histerese. atenção. No entanto, durante o movimento do conjunto de bobina de bobina única da estrutura convencional, a corrente parasita é facilmente gerada dentro do material magnético, de modo que a força eletromagnética gerada pela bobina é reduzida. Ao mesmo tempo, devido às características inerentes de impedância do componente da bobina, existem certas limitações tanto no tempo de resposta quanto na velocidade de resposta. O desenvolvimento da força eletromagnética de grande potência e dos motores lineares de bobina móvel de alta resposta é uma tendência no campo da engenharia elétrica.
Para este fim, um novo tipo de motor linear de bobina móvel com controle reversível bidirecional é proposto neste artigo. Um novo tipo de combinação de bobina, paralela e conversão paralela é adotado para a bobina transportadora de corrente, e o tempo de resposta de carga de ambas as extremidades da bobina é melhorado alterando a resistência e a constante de tempo. O método de controle de modulação de largura de pulso PWM é usado para controlar a magnitude e direção da corrente da bobina, que pode não apenas alcançar controle estável e não perturbado do motor, mas também realizar a grande força eletromagnética e características de resposta de alta freqüência do dispositivo.
Estrutura e Princípio
A estrutura do motor linear tipo bobina móvel é mostrada na Fig. 1. Uma pluralidade de ímãs permanentes anulares estão dispostos na circunferência da parede interna da carcaça, e a armadura está localizada no corpo magnético anular permanente, e é fixado a uma extremidade do invólucro por parafusos. A bobina transportadora de corrente é enrolada em torno da bobina da bobina de força eletromagnética e conectada ao eixo de saída, flutua através de um espaço de ar entre o ímã permanente e a armadura através de um pino-guia e é separada do lado externo por uma cuba de vedação.
O princípio de controle é mostrado na Figura 3. Primeiro, a tensão do sinal de entrada ui é processada pelo amplificador e, em seguida, carregada na bobina de controle. A bobina de controle de corrente, juntamente com a bobina de bobina de força eletromagnética, é gerada pela força eletromagnética Fcd no campo magnético constante fornecido pelo ímã permanente. O deslocamento xc é tal que o núcleo é movido em conjunto. O conjunto da bobina detecta o erro de posição pelo sensor de deslocamento e o converte em uma tensão de sinal, que é compensada pelo sinal de entrada como uma tensão de correção ue para garantir que o conjunto da bobina permaneça na posição correta conforme necessário. A magnitude e direção da força eletromagnética depende da magnitude e direção da corrente de controle i na bobina. A direção da força eletromagnética Fcd é alterada mudando a direção do sinal de tensão de entrada, alcançando assim o movimento bidirecional. Desta forma, o sistema é controlado por malha fechada, o que também melhora a precisão do controle e a velocidade de resposta.
A força eletromagnética Fcd é sempre proporcional à corrente de armadura i, e a força eletromotriz induzida E é sempre proporcional à velocidade de movimento vc. Os coeficientes proporcionais são chamados de constante de força eletromagnética e de força eletromotriz traseira, respectivamente, e os valores dos dois são ligeiramente diferentes. O efeito da reação da armadura, mas substancialmente o mesmo, é aproximadamente o produto da indução magnética de ar Bg e o comprimento de enrolamento efetivo la. Além disso, não precisa mudar a direção dentro do alcance do curso, e a indutância da bobina é basicamente inalterada dentro do alcance do curso, de modo que o motor linear do tipo bobina móvel tem boa controlabilidade.
Projeto da bobina combinada
A bobina é um componente chave do motor linear da bobina móvel. Sua principal função é converter energia elétrica em energia mecânica, que é amplamente utilizada no campo de controle de atuadores. Atualmente, o método de enrolamento de bobina comumente usado é um método de combinação de bobina única, e a velocidade de resposta e força eletromagnética são limitadas, e a eficiência de conversão é baixa, o que é difícil atender aos requisitos de economia de energia, proteção ambiental, alta eficiência e alta velocidade. Neste trabalho, a bobina original é dividida em várias seções igualmente e usada em paralelo. Não só reduz grandemente o peso e consumo de energia da bobina, mas também reduz a perda de energia material, e pode satisfazer os requisitos de grande força eletromagnética e alta capacidade de resposta de alta frequência.
Sob a mesma voltagem, um único conjunto de circuito componente de série de bobina móvel pode reduzir o tempo de resposta e melhorar a velocidade de resposta, mas é difícil realizar a grande força de saída eletromagnética do dispositivo. Somente mantendo o comprimento da bobina no campo magnético na bobina do circuito pode-se garantir a grande força eletromagnética do dispositivo, e o comprimento da bobina energizada no circuito pode ser aumentado pelo caminho da bobina paralela. grupo para aumentar a força eletromagnética, em relação ao oposto da bobina única. A força eletromotriz não aumenta. A divisão uniforme e a conexão paralela da bobina móvel da bobina podem reduzir a resistência e a indutância do dispositivo, reduzir a resistência e amplificar a corrente, e melhorar extremamente a saída de força eletromagnética do dispositivo; entretanto, como a indutância é relativamente pequena, a resposta ao motor linear da bobina móvel não é afetada. Grande.
Se a corrente de passagem for muito grande, o campo magnético gerado interage com o campo magnético do entreferro, resultando em uma limitação não linear do campo magnético; uma corrente grande é passada por um longo tempo, e a temperatura de trabalho sobe rapidamente para causar danos por calor, e o tempo de trabalho e a vida útil do motor são limitados; A indutância da bobina A presença da corrente de operação é sempre fácil de alcançar em estado estacionário.
Em conclusão
Sob a mesma condição de trabalho de tensão, comparado com o conjunto de bobina móvel em série, o conjunto de bobina móvel de grupo único tem resistência a pequenos circuitos e pequena indutância, o que pode reduzir o tempo de resposta e melhorar a velocidade de resposta, mas é difícil grande força de força eletromagnética do dispositivo. Somente mantendo o comprimento da bobina no campo magnético na bobina do circuito pode-se assegurar a grande força eletromagnética do dispositivo, e o comprimento da bobina energizada no circuito é aumentado pelo caminho do grupo de bobinas paralelas até aumentar a força eletromagnética, e a força eletromotriz traseira da única bobina não é aumentar. Neste trabalho, verifica-se que o conjunto de bobina dividido uniformemente é projetado em paralelo, e a resposta em degrau do deslocamento atinge cerca de 1mm, que é reduzida de maior que 14.6ms para menos de 9.94ms, e a velocidade de resposta é maior que duplicou. A força eletromagnética é 10,8N. Aumentando para 93,2N, a aceleração também aumentou 8 vezes. Combinado com o modo de controle PWM, o controle de resposta de freqüência mais alta pode ser realizado. O tempo de resposta da força eletromagnética que atinge o valor máximo é reduzido para 0,688 ms, o que melhora muito as características de resposta de alta frequência de todo o dispositivo, e obtém um curto tempo de resposta de saída e uma grande força eletromagnética. Características. O motor linear tipo bobina móvel pode ser amplamente aplicado a vários tipos de sistemas de controle automático que requerem alta velocidade de resposta, como produtos de controle numérico tipo acionamento direto, e tem uma boa perspectiva.
