Podstawowe wytyczne i metody doboru silników liniowych

Silniki liniowe posiadają unikalne właściwości użytkowe, których nie mogą zastąpić silniki obrotowe. Jednak nie każda sytuacja uzasadnia zastosowanie silników liniowych w celu osiągnięcia optymalnych wyników. Dlatego ważne jest, aby najpierw zrozumieć podstawowe wytyczne dotyczące doboru silników liniowych, aby móc je właściwie użytkować. Te podstawowe wytyczne składają się z następujących czterech kluczowych punktów.

1. Odpowiednia prędkość ruchu Prędkość ruchu silnika liniowego jest powiązana z prędkością synchroniczną, która jest wprost proporcjonalna do skoku biegunów. Zatem zakres wyboru skoku biegunów określa zakres wyboru prędkości ruchu. Zbyt mała podziałka biegunów zmniejszy wykorzystanie szczeliny, zwiększy reaktancję rozproszenia szczeliny, obniży współczynnik jakości, a w konsekwencji obniży sprawność i współczynnik mocy silnika elektrycznego. Dolna granica rozstawu słupów jest zwykle ustawiana na 3 cm. Chociaż górna granica skoku biegunów może nie istnieć, gdy moc wyjściowa silnika jest stała, długość wzdłużna rdzenia pierwotnego jest ograniczona. Dodatkowo, aby ograniczyć wpływ krawędzi wzdłużnych, liczba biegunów w silniku nie może być zbyt mała, a zatem rozstaw biegunów nie może być zbyt duży.

2. Odpowiedni ciąg Silniki obrotowe można dostosować do szerokiego zakresu poziomów ciągu. Łącząc silnik obrotowy z różnymi skrzyniami biegów, można uzyskać różne prędkości i momenty obrotowe. W scenariuszach przy niskich prędkościach moment obrotowy można zwiększyć od kilkudziesięciu do setek razy, umożliwiając małemu silnikowi obrotowemu napędzanie dużego obciążenia przy jednoczesnym oszczędzaniu mocy. Natomiast silniki liniowe nie mogą zmieniać prędkości i ciągu za pomocą skrzyni biegów, dlatego nie można zwiększyć ich ciągu. Aby uzyskać stosunkowo duży ciąg, trzeba polegać na zwiększeniu gabarytów silnika elektrycznego, co czasami może być nieekonomiczne. Ogólnie rzecz biorąc, w zastosowaniach przemysłowych silniki liniowe nadają się do napędzania lekkich obciążeń.

3. Odpowiednia częstotliwość ruchu posuwisto-zwrotnego W zastosowaniach przemysłowych liniowe silniki indukcyjne podlegają ruchowi posuwisto-zwrotnemu. Aby osiągnąć wyższą wydajność pracy, wymagana jest wyższa częstotliwość ruchu posuwisto-zwrotnego. Oznacza to, że silnik musi wykonać skok w krótszym czasie, doświadczając przyspieszania i zwalniania w trakcie jednego skoku, tj. jednokrotnie uruchamiając i zatrzymując się. Wyższa częstotliwość ruchu posuwisto-zwrotnego powoduje większe przyspieszenie silnika, co odpowiada wyższemu ciągowi. Czasami ciąg odpowiadający przyspieszeniu może nawet przekroczyć wymagany ciąg ładunku. Wzrost ciągu prowadzi do zwiększenia rozmiaru silnika elektrycznego, a zwiększona masa dodatkowo zwiększa ciąg odpowiadający przyspieszeniu, co czasami prowadzi do błędnego koła.

4. Odpowiednia dokładność pozycjonowania W wielu scenariuszach zastosowań silnik zatrzymuje się po osiągnięciu wyznaczonej pozycji ze względu na mechaniczne ograniczniki. Aby zminimalizować wpływ po osiągnięciu danej pozycji, można dodać mechaniczne urządzenie tłumiące. W przypadkach, gdy nie ma mechanicznych ograniczników krańcowych, prosta metoda pozycjonowania obejmuje sterowanie silnikiem za pomocą wyłączników pozycyjnych przed osiągnięciem położenia, zastosowanie hamowania wstecznego lub hamowania regeneracyjnego w celu zatrzymania go w miejscu.

Podsumowując, zrozumienie i przestrzeganie tych podstawowych wskazówek dotyczących wyboru silników liniowych ma kluczowe znaczenie dla ich efektywnego wykorzystania w różnych zastosowaniach. Uwzględniając takie czynniki, jak prędkość ruchu, ciąg, częstotliwość ruchu posuwisto-zwrotnego i dokładność pozycjonowania, można zapewnić optymalną wydajność silników liniowych w ich zamierzonych przypadkach.