Конструктивные особенности линейных электродвигателей

Конструкция линейных электродвигателей

Линейные электрические машины наиболее распространенные имеют плоское и цилиндрическое исполнение. Составными частями электродвигателя являются индуктор и вторичный элемент. Индуктор плоского двигателя состоит из магнитопровода и обмотки. Магнитопровод электродвигателя набирается из отдельных секций, которые шихтуются на сборочных призмах. Потом магнитопровод прессуется и скрепляется с помощью нажимных плит. Секции обмотки электродвигателя укладываются в пазы магнитопровода и соединяются между собой по заданной схеме. Для механической защиты и герметизации индуктор заливается специальным компаундом. В отдельных случаях лобовые части обмотки закрываются защитным кожухом. Естественное охлаждение индуктора осуществляется через вентиляционные жалюзи защитного кожуха. На рабочих режимах электродвигателя с интенсивным тепловыделением применяются системы принудительного охлаждения. Плоские линейные электродвигатели могут быть односторонними и двухсторонними. Вторичный элемент одностороннего электродвигателя обычно выполняется в виде стальной полосы с алюминиевым или медным покрытием. В двухстороннем электродвигателе вторичный элемент представляет собой токопроводящую полосу. Применяются и другие конструкции вторичных элементов, в том числе с короткозамкнутыми и фазными обмотками. В исполнительных устройствах и механизмах возвратно-поступательного движения преимущественно применяются цилиндрические линейные электродвигатели, в основу конструкции которых положен модульный принцип. Магнитопровод электродвигателя состоит из отдельных стальных шайб. Катушки обмотки наматывают на каркасы и помещают в пазы шайб магнитопровода. Образуются монтажные модули, из которых набирается индуктор электродвигателя. Необходимый воздушный зазор между индуктором и вторичным элементом поддерживается с помощью подшипника скольжения запрессованного в торцевую крышку, конструкция фиксируется кольцами. Вторичный элемент цилиндрического линейного электродвигателя выполняется в виде стержня или трубы с токопроводящим покрытием. Применение короткозамкнутого вторичного элемента повышает тягово-энергетические показатели электродвигателя. Внедрение линейных электродвигателей в различное технологическое оборудование сопровождается усовершенствованием существующих и разработкой новых конструкций этого типа электрических машин.

Управление линейными электродвигателями

К автоматизированному электроприводу предъявляются повышенные требования по критериям качества и регулирования. Этим требованиям в большинстве случаев отвечает линейный электропривод. В нерегулируемом режиме вторичный элемент линейного асинхронного электродвигателя будет перемещаться со скоростью близкой к синхронной скорости электромагнитного поля. Скорость линейного асинхронного электродвигателя по аналогии с ротационными электродвигателями регулируется путем изменения полюса деления, частоты питающего напряжения или скольжения. Управление движением в системах со стационарными редукторами, имеющими разное полюсное деление, обеспечивают требуемое ускорение и замедление. Изменение частоты питающего напряжения приводит к пропорциональному изменению синхронной скорости двигателя и скорости вторичного элемента. Частотное управление обеспечивает широкий диапазон регулирования. Применение вторичного элемента состоящего из отдельных участков с разными электромагнитными свойствами обеспечивает изменение скольжения и скорости. Снижение питающего напряжения приводит к соответствующему уменьшению тягового усилия электродвигателя и скорости перемещения вторичного элемента. Такой способ особенно эффективен для управления двухфазными линейными электродвигателями с волновым полем способным реализовывать низкие скорости и уравновешивать силу тяжести груза без пульсации вторичного элемента. Применение вычислительных средств для управления многоиндукторными системами позволяет реализовать программируемые режимы движения вторичного элемента. При этом могут быть использованы различные способы управления, в том числе и комбинированные. Реализация сложных траекторий движения имеет особое значение при создании роботизированных технических комплексов.