En lineær motor er en elektrisk motor , hvor et af elementerne i det magnetiske system er åbent og har en udfoldet vikling , der skaber et magnetfelt , og det andet interagerer med det og er lavet i form af en guide, der giver lineær bevægelse af den bevægelige del af motoren. Nu er der udviklet mange varianter (typer) af lineære elektriske motorer, for eksempel:
Mange typer lineære motorer, såsom asynkrone, synkrone eller jævnstrøm, gentager de tilsvarende roterende bevægelsesmotorer i deres funktionsprincip , mens andre typer lineære motorer (magnetostriktive, piezoelektriske osv.) ikke har en praktisk implementering som roterende bevægelse. motorer. Den stationære del af en lineær motor, der modtager elektricitet fra netværket, kaldes stator eller primærelement , og den del af motoren, der modtager energi fra statoren, kaldes et sekundært element eller anker (navnet " rotor " gælder ikke for dele af en lineær motor, da ordet "rotor" bogstaveligt betyder "roterende", og i en lineær motor er der ingen rotation).
De mest udbredte inden for transport og til store lineære forskydninger er asynkrone og synkrone lineære motorer, men lineære DC-motorer og lineære elektromagnetiske motorer bruges også. Sidstnævnte bruges oftest til at opnå små bevægelser af arbejdslegemerne og samtidig sikre høj nøjagtighed og betydelig trækkraft.
En idé om enheden af en lineær induktionsmotor kan opnås, hvis du mentalt skærer statoren og rotoren med viklingerne af en konventionel induktionsmotor langs aksen langs generatricen og gør den til et plan. Den resulterende flade struktur er et skematisk diagram af en lineær motor. Hvis nu statorviklingerne på en sådan motor er forbundet med et trefaset vekselstrømsnetværk , dannes et magnetfelt , hvis akse vil bevæge sig langs luftgabet med en hastighed V proportional med frekvensen af forsyningsspændingen f og længden af poldelingen t: V \u003d 2pf. Dette magnetiske felt, der bevæger sig langs mellemrummet, krydser lederne af rotorviklingen og inducerer EMF i dem , under påvirkning af hvilke strømme vil begynde at strømme gennem viklingen. Samspillet mellem strømme og et magnetfelt vil føre til fremkomsten af en kraft, der ifølge Lenz's regel virker i magnetfeltets bevægelsesretning. Rotoren - i det følgende vil vi kalde det et sekundært element - vil begynde at bevæge sig under påvirkning af denne kraft. Som i en konventionel asynkronmotor sker bevægelsen af elementet med nogen slip i forhold til feltet S = (V - v)/V, hvor v er elementets hastighed. Den nominelle slip for en lineær motor er 2-6%. [1] Det sekundære element i en lineær motor er ikke altid forsynet med en vikling. En af fordelene ved en lineær induktionsmotor er, at en almindelig metalplade kan bruges som et sekundært element. I dette tilfælde kan det sekundære element også være placeret mellem to statorer eller mellem statoren og den ferromagnetiske kerne. Det sekundære element er lavet af kobber, aluminium eller stål, og brugen af et ikke-magnetisk sekundært element involverer brugen af designskemaer med magnetisk flux, der lukker gennem ferromagnetiske elementer. Princippet om drift af lineære motorer med et sekundært element i form af en strimmel gentager driften af en konventionel asynkronmotor med en massiv ferromagnetisk eller hul ikke-magnetisk rotor. Statorviklingerne på lineære motorer har de samme tilslutningsskemaer som konventionelle asynkronmotorer og er normalt forbundet til et trefaset vekselstrømsnetværk. Lineære motorer fungerer meget ofte i den såkaldte inverterede bevægelsestilstand, når det sekundære element er stationært, og statoren bevæger sig. En sådan lineær motor, kaldet en bevægelig statormotor, finder især bred anvendelse i elektriske køretøjer. For eksempel er statoren fast fastgjort under bilens gulv, og det sekundære element er en metalstrimmel mellem skinnerne, og nogle gange fungerer skinnerne selv som det sekundære element. En af varianterne af lineære asynkronmotorer er en rørformet (koaksial) motor. Statoren af en sådan motor har form af et rør, inden i hvilket der er flade diskspoler (statorviklinger) og metalskiver indflettet, som er en del af det magnetiske kredsløb . Motorspolerne er forbundet i grupper og danner viklingerne af motorens individuelle faser. Inde i statoren er placeret et sekundært element, også rørformet, lavet af ferromagnetisk materiale. Når statorviklingerne er forbundet med netværket, dannes der et bevægende magnetfelt langs dets indre overflade, som inducerer strømme i kroppen af det sekundære element rettet langs dets omkreds. Samspillet mellem disse strømme med motorens magnetfelt skaber en kraft, der virker langs røret på det sekundære element, hvilket forårsager (med statoren fast) bevægelsen af det sekundære element i denne retning. Det rørformede design af lineære motorer er karakteriseret ved den aksiale retning af den magnetiske flux i det sekundære element, i modsætning til den flade lineære motor, hvor den magnetiske flux har en radial retning.
Hovedanvendelsesområde for synkronmotorer, hvor deres fordele er særligt stærke, er højhastigheds elektrisk transport . Faktum er, at under betingelserne for normal drift af sådan transport er det nødvendigt at have et relativt stort luftgab mellem den bevægelige del og det sekundære element. I dette tilfælde har en asynkron lineær motor en meget lav effektfaktor (cosφ), og dens anvendelse er ikke økonomisk rentabel. En synkron lineær motor tillader tværtimod et relativt stort luftgab mellem statoren og det sekundære element og arbejder med cosφ tæt på enhed og høj effektivitet og når 96%. Brugen af synkrone lineære motorer i højhastighedstransport kombineres som regel med den magnetiske affjedring af biler og brugen af superledende magneter og excitationsviklinger, hvilket gør det muligt at øge bevægelseskomforten og den økonomiske ydeevne af rullende materiel.
Alle lineære motorer kan opdeles i to kategorier:
Motorer med lav acceleration bruges i offentlig transport ( maglev , monorail , metro ) som trækkraft , såvel som i værktøjsmaskiner (laser, vandskæring, boring og fræsning) og andet teknologisk udstyr i industrien. Højaccelerations-thrustere er ret små i længden og bruges normalt til at accelerere et objekt til høj hastighed og derefter frigive det (se Gauss-kanonen ). De bruges ofte til forskning i hyperhastighedskollisioner , og kunne hypotetisk også bruges i specielle anordninger såsom våben eller rumfartøjsløftere .
Lineære motorer er også meget udbredt i værktøjsmaskiners fremføringsdrev og i robotteknologi . Lineære encodere bruges ofte til at forbedre positioneringsnøjagtigheden .
| Motorer | |||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| se også evighedsmaskine Gearmotor gummi motor | |||||||||||||||||