Grundlegende Richtlinien und Methoden zur Auswahl von Linearmotoren

Linearmotoren verfügen über einzigartige Einsatzeigenschaften, die nicht durch Rotationsmotoren ersetzt werden können. Allerdings ist nicht in jeder Situation der Einsatz von Linearmotoren erforderlich, um optimale Ergebnisse zu erzielen. Daher ist es wichtig, zunächst die grundlegenden Richtlinien zur Auswahl von Linearmotoren zu verstehen, um diese angemessen einsetzen zu können. Diese Grundrichtlinien bestehen aus den folgenden vier Kernpunkten.

1. Angemessene Bewegungsgeschwindigkeit Die Bewegungsgeschwindigkeit eines Linearmotors hängt von der Synchrongeschwindigkeit ab, die direkt proportional zur Polteilung ist. Somit bestimmt der Auswahlbereich der Polteilung den Auswahlbereich der Bewegungsgeschwindigkeit. Eine zu kleine Polteilung verringert die Nutnutzung, erhöht die Nutstreureaktanz, verringert den Qualitätsfaktor und verringert folglich den Wirkungsgrad und den Leistungsfaktor des Elektromotors. Die Untergrenze für die Polteilung liegt typischerweise bei 3 cm. Während es möglicherweise keine Obergrenze für die Polteilung gibt, ist die Länge des Primärkerns in Längsrichtung begrenzt, wenn die Ausgangsleistung des Motors festgelegt ist. Um Längskanteneffekte zu reduzieren, darf außerdem die Anzahl der Pole im Motor nicht zu gering und die Polteilung daher nicht zu groß sein.

2. Geeigneter Schub Rotationsmotoren können sich an ein breites Spektrum an Schubniveaus anpassen. Durch die Kombination eines Rotationsmotors mit verschiedenen Getrieben können unterschiedliche Drehzahlen und Drehmomente erzielt werden. In Szenarien mit niedriger Drehzahl kann das Drehmoment um das Zehn- bis Hundertfache erhöht werden, sodass ein kleiner Rotationsmotor eine große Last antreiben und gleichzeitig Strom sparen kann. Im Gegensatz dazu können Linearmotoren ihre Geschwindigkeit und Schubkraft nicht über ein Getriebe verändern und somit ihre Schubkraft nicht erweitern. Um einen relativ großen Schub zu erreichen, muss man auf eine Vergrößerung des Elektromotors setzen, was manchmal unwirtschaftlich sein kann. Im Allgemeinen eignen sich Linearmotoren in industriellen Anwendungen zum Antrieb leichter Lasten.

3. Angemessene Hin- und Herbewegungsfrequenz In industriellen Anwendungen unterliegen lineare Induktionsmotoren einer Hin- und Herbewegung. Um eine höhere Arbeitsproduktivität zu erreichen, ist eine höhere Hubfrequenz erforderlich. Das bedeutet, dass der Motor den Hub in kürzerer Zeit abschließen muss und innerhalb eines Hubs eine Beschleunigung und Verzögerung erfährt, also einmal startet und stoppt. Eine höhere Hubfrequenz führt zu einer stärkeren Beschleunigung des Motors, was einem höheren Schub entspricht. Manchmal kann die der Beschleunigung entsprechende Schubkraft sogar die erforderliche Schubkraft der Last übersteigen. Die Erhöhung des Schubs führt zu einer Vergrößerung der Größe des Elektromotors, und die erhöhte Masse erhöht den Schub entsprechend der Beschleunigung weiter, was manchmal zu einem Teufelskreis führt.

4. Angemessene Positionierungsgenauigkeit In vielen Anwendungsszenarien stoppt der Motor aufgrund mechanischer Endanschläge, wenn er die vorgesehene Position erreicht. Um den Aufprall beim Erreichen der Position zu minimieren, kann eine mechanische Dämpfungsvorrichtung hinzugefügt werden. In Fällen, in denen keine mechanischen Endanschläge vorhanden sind, besteht eine einfache Positionierungsmethode darin, den Motor vor Erreichen der Position über Fahrschalter zu steuern und durch Rückwärtsbremsen oder regeneratives Bremsen an Ort und Stelle anzuhalten.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Verständnis und die Einhaltung dieser grundlegenden Richtlinien für die Auswahl von Linearmotoren entscheidend für den effektiven Einsatz dieser in verschiedenen Anwendungen sind. Durch die Berücksichtigung von Faktoren wie Bewegungsgeschwindigkeit, Schubkraft, Hubfrequenz und Positionierungsgenauigkeit kann die optimale Leistung von Linearmotoren in den vorgesehenen Anwendungsfällen sichergestellt werden.