Линейный двигатель принцип работы

Линейный двигатель

Лабораторный синхронный линейный двигатель. На заднем плане статор — ряд индукционных катушек, на переднем плане — подвижный вторичный элемент, содержащий постоянный магнит.Поезда Московской монорельсовой транспортной системы используют для движения асинхронный линейный двигатель. Статор расположен на подвижном составе, а вторичным элементом служит монорельс.

Лине́йный дви́гатель — электродвигатель, у которого один из элементов магнитной системы разомкнут и имеет развёрнутую обмотку, создающую магнитное поле, а другой взаимодействует с ним и выполнен в виде направляющей, обеспечивающей линейное перемещение подвижной части двигателя. Сейчас разработано множество разновидностей (типов) линейных электродвигателей, например:

  • линейные асинхронные электродвигатели (ЛАД),
  • линейные синхронные электродвигатели,
  • линейные электромагнитные двигатели,
  • линейные магнитоэлектрические двигатели,
  • линейные магнитострикционные двигатели,
  • линейные пьезоэлектрические (электрострикционные) двигатели и др.

Многие типы линейных двигателей, такие как асинхронные, синхронные или постоянного тока, повторяют по принципу своего действия соответствующие двигатели вращательного движения, в то время как другие типы линейных двигателей (магнитострикционные, пьезоэлектрические и др.) не имеют практического исполнения как двигатели вращательного движения. Неподвижную часть линейного электродвигателя, получающую электроэнергию из сети, называют статором, или первичным элементом, а часть двигателя, получающую энергию от статора, называют вторичным элементом или якорем (название «ротор» к деталям линейного двигателя не применяется, так как слово «ротор» буквально означает «вращающийся», а в линейном двигателе вращения нет).

Наибольшее распространение в транспорте и для больших линейных перемещений получили асинхронные и синхронные линейные двигатели, но применяются также линейные двигатели постоянного тока и линейные электромагнитные двигатели. Последние чаще всего используются для получения небольших перемещений рабочих органов и обеспечения при этом высокой точности и значительных тяговых усилий.

Асинхронный линейный двигатель

Представление об устройстве линейного асинхронного двигателя можно получить, если мысленно разрезать статор и ротор с обмотками обычного асинхронного двигателя вдоль оси по образующей и развернуть в плоскость. Образовавшаяся плоская конструкция представляет собой принципиальную схему линейного двигателя. Если теперь обмотки статора такого двигателя подключить к сети трёхфазного переменного тока, то образуется магнитное поле, ось которого будет перемещаться вдоль воздушного зазора со скоростью V, пропорциональной частоте питающего напряжения f и длине полюсного деления t: V = 2пf . Это перемещающееся вдоль зазора магнитное поле пересекает проводники обмотки ротора и индуцирует в них ЭДС, под действием которой по обмотке начнут протекать токи. Взаимодействие токов с магнитным полем приведёт к появлению силы, действующей, по правилу Ленца, в направлении перемещения магнитного поля. Ротор — в дальнейшем будем называть его уже вторичным элементом — под действием этой силы начнёт двигаться. Как и в обычном асинхронном двигателе, перемещение элемента происходит с некоторым скольжением относительно поля S = (V — v)/V, где v — скорость движения элемента. Номинальное скольжение линейного двигателя равно 2-6%. Вторичный элемент линейного двигателя не всегда снабжается обмоткой. Одно из достоинств линейного асинхронного двигателя заключается в том, что в качестве вторичного элемента может использоваться обычный металлический лист. Вторичный элемент при этом может располагаться также между двумя статорами, или между статором и ферромагнитным сердечником. Вторичный элемент выполняется из меди, алюминия или стали, причём использование немагнитного вторичного элемента предполагает применение конструктивных схем с замыканием магнитного потока через ферромагнитные элементы. Принцип действия линейных двигателей со вторичным элементом в виде полосы повторяет работу обычного асинхронного двигателя с массивным ферромагнитным или полым немагнитным ротором. Обмотки статора линейных двигателей имеют те же схемы соединения, что и обычные асинхронные двигатели, и подключаются обычно к сети трёхфазного переменного тока. Линейные двигатели очень часто работают в так называемом обращённом режиме движения, когда вторичный элемент неподвижен, а передвигается статор. Такой линейный двигатель, получивший название двигателя с подвижным статором, находит, в частности, широкое применение на электрическом транспорте. Например, статор неподвижно закреплён под полом вагона, а вторичный элемент представляет собой металлическую полосу между рельс, а иногда вторичным элементом служат сами рельсы. Одной из разновидностей линейных асинхронных двигателей являются трубчатый (коаксиальный) двигатель. Статор такого двигателя имеет вид трубы, внутри которой располагаются перемежающиеся между собой плоские дисковые катушки (обмотки статора) и металлические шайбы, являющиеся частью магнитопровода. Катушки двигателя соединяются группами и образуют обмотки отдельных фаз двигателя. Внутри статора помещается вторичный элемент также трубчатой формы, выполненный из ферромагнитного материала. При подключении к сети обмоток статора вдоль его внутренней поверхности образуется бегущее магнитное поле, которое индуцирует в теле вторичного элемента токи, направленные по его окружности. Взаимодействие этих токов с магнитным полем двигателя создаёт на вторичном элементе силу, действующую вдоль трубы, которая и вызывает (при закреплённом статоре) движение вторичного элемента в этом направлении. Трубчатая конструкция линейных двигателей характеризуется аксиальным направлением магнитного потока во вторичном элементе в отличие от плоского линейного двигателя, в котором магнитный поток имеет радиальное направление.

Синхронный линейный двигатель

Схема синхронного линейного двигателя.

Основной областью применения синхронных двигателей, где их преимущества проявляются особенно сильно, является высокоскоростной электрический транспорт. Дело в том, что по условиям нормальной эксплуатации такого транспорта необходимо иметь сравнительно большой воздушный зазор между подвижной частью и вторичным элементом. Асинхронный линейный двигатель имеет при этом очень низкий коэффициент мощности (cosφ), и его применение оказывается экономически невыгодным. Синхронный линейный двигатель, напротив, допускает наличие относительно большого воздушного зазора между статором и вторичным элементом и работает при этом с cosφ, близким к единице, и высоким КПД, достигающим 96%. Применение синхронных линейных двигателей в высокоскоростном транспорте сочетается, как правило, с магнитной подвеской вагонов и применением сверхпроводящих магнитов и обмоток возбуждения, что позволяет повысить комфортабельность движения и экономические показатели работы подвижного состава.

Применение линейных двигателей

  • Широкое применение линейные двигатели нашли в электрическом транспорте, чему способствовал целый ряд преимуществ этих двигателей: прямолинейность движения вторичного элемента (или статора), что естественно сочетается с характером движения различных транспортных средств, простота конструкции, отсутствие трущихся частей (энергия магнитного поля непосредственно преобразуется в механическую), что позволяет добиться высокой надёжности и КПД. Ещё одно преимущество связано с независимостью силы тяги от силы сцепления колёс с рельсовым путём, что недостижимо для обычных систем электрической тяги. При использовании линейных двигателей исключается буксование колёс электрического транспорта (именно этой причиной был обусловлен выбор линейного двигателя для ММТС), а ускорения и скорости движения средств транспорта могут быть сколь угодно высокими и ограничиваться только комфортабельностью движения, допустимой скоростью качения колёс по рельсовому пути и дороге, и динамической устойчивостью ходовой части транспорта и пути.
  • Линейные асинхронные двигатели применяются для привода механизмов транспортировки грузов различных изделий. Такой конвейер имеет металлическую ленту, которая проходит внутри статоров линейного двигателя, являясь вторичным элементом. Применение линейного двигателя в этом случае позволяет снизить предварительное натяжение ленты и устранить её проскальзывание, повысить скорость и надёжность работы конвейера.
  • Линейный двигатель может применяться для машин ударного действия, например сваезабивных молотов, применяемых при дорожных работах и строительстве. Статор линейного двигателя располагается на стреле молота и может перемещаться по направляющим стрелы в вертикальном направлении с помощью лебёдки. Ударная часть молота является одновременно вторичным элементом двигателя. Для подъёма ударной части молота двигатель включается таким образом, чтобы бегущее поле было направлено вверх. При подходе ударной части к крайнему верхнему положению двигатель отключается и ударная часть опускается вниз на сваю под действием силы тяжести. В некоторых случаях двигатель не отключается, а реверсируется, что позволяет увеличить энергию удара. По мере заглубления сваи статор двигателя перемещается вниз с помощью лебёдки. Электрический молот прост в изготовлении, не требует повышенной точности изготовления деталей, нечувствителен к изменению температуры и может вступать в работу практически мгновенно.
  • Линейный двигатель показал высокие характеристики и на металлорежущем оборудовании. Так на шлифовальных станках 3В130Ф4 установлен именно линейный двигатель для изменения положения бабки шлифовальной. На электроэрозионных станках и станках лазерной резки, так же устанавливают линейные двигатели
  • Станки для набор электрических схем также требуют решений на линейных двигателях.
  • Разновидностью линейного двигателя можно считать магнитогидродинамический насос. Такие насосы применяются для перекачки электропроводящих жидкостей и в том числе жидких металлов, и широко применяются в металлургии для транспортировки, дозировки и перемешивания жидкого металла, а также на атомных электростанциях для перекачки жидкометаллического теплоносителя. Магнитогидродинамические насосы могут быть постоянного или переменного тока. Для насоса постоянного тока первичным элементом — статором двигателя постоянного тока — является С-образный электромагнит. В воздушный зазор электромагнита помещается трубопровод с жидким металлом. С помощью электродов, приваренных к стенкам трубопровода, через жидкий металл пропускается постоянный ток от внешнего источника. Часто обмотка возбуждения включается последовательно в цепь электродов. При возбуждении электромагнита на металл в зоне прохождения постоянного тока начинает действовать электромагнитная сила аналогично тому, как она действовала на проводник с током, помещённым в магнитное поле. Под действием этой силы металл начнёт перемещаться по трубопроводу. Преимуществами МГД-насосов являются отсутствие движущихся механических частей и возможность герметизации канала транспортировки металла.
  • Вертикальные линейные двигатели используются для лифтов в высотных зданиях, что позволяет обойтись без затраты энергии на подъём троса кабины лифта.

Линейные двигатели высокого и низкого ускорения

Все линейные двигатели можно разделить на две категории:

  • двигатели низкого ускорения
  • двигатели высокого ускорения

Двигатели низкого ускорения используются в общественном транспорте (маглев, монорельс, метрополитен) как тяговые, а также в станках (лазерных, водорезных, сверлильно-фрезерных) и другом технологическом оборудовании в промышленности. Двигатели высокого ускорения весьма небольшие по длине, и обычно применяются, чтобы разогнать объект до высокой скорости, а затем выпустить его (см. пушка Гаусса). Они часто используются для исследований гиперскоростных столкновений, а также, гипотетически, могут использоваться в специальных устройствах, таких, как оружие или пусковые установки космических кораблей.

Линейные двигатели широко используются также в приводах подачи металлорежущих станков и в робототехнике. Для повышения точности позиционирования часто используются линейные датчики положения.

  1. Линейные асинхронные двигатели — Принцип действия
  2. Линейные электродвигатели

Прямоходные электроприводы для клапанов, заслонок

  • Трубопроводная арматура
    • Задвижки
      • Задвижки стальные (с, лс, нж)
      • Задвижки чугунные (ч)
      • Задвижки из цветных сплавов (а)
    • Шиберные ножевые задвижки (шиберные затворы)
      • Шиберные задвижки УКЭМ
      • Задвижки шиберные ножевые ВА 19001
      • Задвижки шиберные ножевые Orbinox
      • Задвижки (затворы) шиберные (ножевые) ABO Valve
      • Задвижки шиберные ножевые Tecofi
      • Задвижки шиберные чугунные Zetkama
      • Шиберные задвижки AVK
      • Шиберные ножевые задвижки Stafsjo
      • Шиберная задвижка CMO
      • Щитовые затворы AWTek
      • Шиберные задвижки VAG
      • Шиберные задвижки Jafar
      • Задвижки запорные шиберные MKTS
    • Затворы поворотные дисковые
      • Затворы дисковые УКЭМ-Д
      • Затворы поворотные дисковые (ЗАО «АРМАТЭК», Россия)
      • Затворы дисковые ABO (Armatury Buracco Olomouc) valve (Чехия)
      • Затворы поворотные дисковые Белимо (Belimo) Швейцария
      • Затворы поворотные ЗПФ чугунные дисковые (ЛАЗ Россия)
      • Затворы поворотные дисковые ГРАНВЭЛ (Россия)
      • Затворы поворотные дисковые Genebre (Испания)
      • Затворы поворотные дисковые ZETKAMA (Польша)
      • Затворы поворотные дисковые 3-х эксцентриковые СТЕЙНВАЛ (АДЛ Россия)
      • Затворы поворотные дисковые (ПТПА, Россия)
      • Затворы поворотные дисковые (EBRO Armaturen, Германия)
      • Затворы дисковые поворотные XOMOX (CRANE, XOMOX Германия)
      • Затворы дисковые поворотные Flowseal MS
      • Затворы дисковые поворотные Omal
      • Дисковые поворотные затворы Tecofi
      • Затворы поворотные дисковые VAG
      • Затворы дисковые (ЗАО ВА «Интерарм» Россия)
      • Затворы дисковые Jafar
    • Краны шаровые
      • Краны шаровые BELIMO с электроприводом
      • Краны шаровые Маршал
      • Kраны шаровые BREEZE
      • Краны шаровые NAVAL
      • Краны шаровые ZETKAMA
      • Краны шаровые Бивал
      • Краны шаровые Pekos
      • Краны шаровые BV
      • Краны шаровые латунные
      • Краны шаровые XOMOX
      • Краны шаровые Krombach
      • Пробковый кран XOMOX TUFLIN
      • Краны шаровые TEMPER
      • Краны шаровые Баз
      • Краны шаровые MKTKS
    • Клапаны запорные
      • Клапаны (вентили) запорные ГРАНВЕНТ
      • Клапаны запорные ZETKAMA
      • Клапаны электромагнитные (соленоидные) ТORK
      • Клапаны (вентили) сильфонные WTA
      • Клапаны донные Krombach
      • Клапан донный УКЭМ
    • Клапаны регулирующие
      • Клапаны регулирующие Belimo с электроприводами
      • Клапаны регулирующие КПСР
      • Клапаны запорно-регулирующие 25ч945п КЗР 25ч945нж КР с электроприводом
      • Клапаны регулирующие 25ч37нж, 25ч38нж
      • Клапан регулирующий 25ч940нж
      • Клапан регулирующий 25с947нж
      • Клапан регулирующий 25нж947нж
      • Клапаны 25ч946п и 25ч946нж
      • Клапаны регулирующие ZETKAMA 227 с электроприводом Belimo
      • Клапаны регулирующие ГРАНРЕГ серии КАТ
      • Клапаны запорно-регулирующие MKTKR
      • Редуцирующее устройство MKTZR
    • Клапаны предохранительные
      • Предохранительная арматура Goetze Armaturen
      • Предохранительные клапаны Leser
      • Клапан предохранительный 17с28нж
      • Клапаны предохранительные 17(с/лс/нж)6нж, 17(с/лс/нж)7нж, 17(с/лс/нж)13нж, 17(с/лс/нж)17нж
      • Клапаны предохранительные 17(с/лс/нж)14нж, 17(с/лс/нж)21нж, 17(с/лс/нж)23нж, 17(с/лс/нж)25нж
      • Клапан предохранительный 17с50нж
      • Клапаны предохранительные 17(с/лс/нж)15нж, 17(с/лс/нж)16нж, 17(с/лс/нж)85нж, 17(с/лс/нж)89нж
      • Клапаны предохранительные ПРЕГРАН
      • Клапаны предохранительные ZETKAMA
      • Предохранитель обратного потока ZETKAMA
      • Клапаны предохранительные пружинные СППК
      • Переключающие устройства
    • Клапаны обратные
      • Клапан обратный 19с38нж
      • Клапан обратный 19с47нж
      • Клапан обратный 19с49нж
      • Клапан обратный 19с73нж
      • Клапан обратный 19с20нж
      • Клапан обратный 19с11нж
      • Клапаны обратные ГРАНЛОК
      • Клапаны обратные чугунные ZETKAMA
      • Клапаны обратные VAG
    • Клапаны балансировочные
      • Балансировочные клапаны ГРАНБАЛАНС ®
      • Балансировочные клапаны ZETKAMA (Польша)
      • Балансировочные клапаны VIR (Италия)
      • Расходомер для балансировочных клапанов КБЧ и VIR
    • Регуляторы
      • Регуляторы давления прямого действия РА-М, РА-А, РА-В
      • Регуляторы давления РД прямого действия РД-НЗ, РД-НО и расхода РР
      • Регулятор давления рычажный с мембранным исполнительным механизмом (МИМ)
      • Редукционные клапаны ГРАНРЕГ® (регуляторы давления «после себя»)
      • Перепускные клапаны ГРАНРЕГ® (регуляторы давления «до себя»)
      • Регуляторы перепада давления ГРАНРЕГ®
    • Фильтры
      • Фильтры ФМУ
      • Фильтры магнитные ФМУ (М)
      • Фильтр 821 (ZETKAMA)
      • Фильтр 823 (ZETKAMA)
      • Фильтр сетчатый латунный
      • Фильтр сетчатый IS15
      • Фильтр сетчатый IS16
      • Фильтр сетчатый IS40
      • Фильтр из нержавеющей стали IS31
      • Фильтры Mankenberg SF и FI
    • Конденсатоотводчики
      • Поплавковый конденсатоотводчик СТИМАКС серии A11
      • Поплавковый конденсатоотводчик СТИМАКС серии A31
      • Поплавковые конденсатоотводчики Mankenberg
    • Фонтанная арматура, оборудование устья скважин
      • Оборудование устья скважин
      • Монифольды фонтанных арматур
      • Арматура трубопроводная
    • Щитовые затворы
      • Поверхностные
      • Глубинные
  • Приводы и исполнительные механизмы
    • Многооборотные электроприводы для задвижек и клапанов
      • Многооборотные электроприводы «ГЗ электропривод» (тип А,Б,В,Г,Д)
      • Многооборотные электроприводы «Тулаэлектропривод»
      • Многооборотные электроприводы МЭМ, ПЭМ (Чебоксары)
      • Многооборотные электроприводы Zpa Pecky
      • Многооборотные электроприводы БЕТРО (тип А,Б,Г)
      • Многооборотные электроприводы Regada
      • Многооборотные электроприводы РП для задвижек
      • Многооборотные электроприводы СИБМАШ
      • Многооборотные электроприводы Rotork
      • Многооборотные электроприводы Rotork CK
      • Многооборотные электроприводы AUMA
    • Однооборотные / четвертьоборотные электроприводы для затворов, кранов, заслонок
      • Электроприводы «ГЗ-электропривод»
      • Приводы NOAH EMICO
      • Электроприводы Belimo
      • Однооборотные электроприводы Zpa Pecky
      • Механизмы электрические однооборотные фланцевые МЭОФ
      • Однооборотные электроприводы Regada
      • Однооборотные электроприводы
      • Однооборотные электроприводы QT
      • Неполноповоротные электроприводы СИБМАШ
      • Четвертьоборотные электроприводы Rotork
      • Неполнооборотные электроприводы AUMA
    • Прямоходные электроприводы для клапанов, заслонок
      • Электроприводы прямоходные Zpa Pecky
      • Прямоходные электроприводы БЕТРО
      • Электроприводы прямоходные Regada
      • Электроприводы прямоходные (для клапанов) BELIMO
      • Прямоходные электроприводы СИБМАШ
    • Исполнительные механизмы
      • Механизмы рычажные МЭО
      • Механизмы фланцевые МЭОФ
      • Механизмы исполнительные однооборотные PrimAR-M PrimAR-MF
      • Механизмы МЭП
      • Приводы винтовые моторные ПВМ.1М
      • Механизмы исполнительные «второго поколения» МЭО2 / МЭОФ2
      • Механизмы МЭО МЭОФ в атомном исполнении (для АЭС)
      • Механизмы МЭП (сервомеханизм)
      • Механизмы рычажные (ZPA Pecky, Чехия)
    • Электроприводы для вентиляции
      • Электроприводы BELIMO общего применения
      • Электроприводы BELIMO специального назначения
    • Пневмоприводы
      • Пневмоприводы Omal
      • Пневматические приводы Rotork
      • Пневмоцилиндры Festo
      • Пневмоцилиндры SMC
      • Пневмоцилиндры Camozzi
      • Пневмоприводы Rotex
      • Пневмораспределители
      • Пневмодроссели
      • Клапаны и фильтры
      • Блоки концевых выключателей
      • Позиционеры
    • Редукторы «ручные приводы»
      • Приводы ручные конические ПРК
      • Колонки управления задвижками, затворами, кранами шаровыми
      • Ручные приводы СИБМАШ
      • Редукторы Rotork
      • Редукторы AUMA
    • Сопутствующие приборы
      • Блок управления электроприводом (БУЭП)
      • Блок питания БП-10
      • Блок питания БП-20
      • Блок питания БП-24М
      • Пускатель бесконтактный реверсивный ПБР
      • Пульт контроля и наладки механизмов МЭО, МЭОФ, МСП
      • Пульт контроля и наладки Ремиконт-130
      • Блок усилителя БУ-30М
      • Блок ручного управления БРУ-42М, БРУ-32
      • Блок ручного управления БРУ-33
      • Блок ручного управления БРУ-44
      • Задатчики ручные РЗД-12, РЗД-22
      • Блок датчика БД-10
      • Катушка к контактору КТ60213 №5АК520 125-21
      • Блок БСПТ-10М
      • Механизм сигнализации положения МСП-1
      • Блок управления релейного регулятора БУ-21
      • Регулятор микропроцессорный РП5-М1
      • Регулятор микропроцессорный РП5-М2
      • Усилитель тиристорный ФЦ
      • Блок электроприводов задвижек типа БЭЗ
      • Блок тепловой защиты БТЗ
      • Механизмы сигнализации положения МСП-1
      • Механизмы сигнализации положения МСП-94
      • Механизмы сигнализации положения МСП-РМ(РБ) — аналог колонки КДУ
      • Блок отказобезопасности AUMA FQM FQMEx
      • Блоки управления AUMA
      • Блоки управления и защиты МЭП
  • Детали трубопроводов
    • Отводы
      • Отводы крутоизогнутые
      • Отводы сварные стальные (секторные)
      • Отводы гнутые
      • Отводы штампосварные стальные
    • Переходы
      • Переходы штампованные стальные
      • Переходы сварные стальные
      • Переходы штампосварные
    • Тройники
      • Тройники стальные штампованные
      • Тройники сварные стальные
      • Тройники штампосварные стальные
    • Фланцы
      • Фланцы плоские ГОСТ 12820-80 (сталь 08Х18Н10Т, 12Х18Н9Т, 3сп, 20, 09Г2С)
      • Фланцы плоские ОСТ 34 42.668-84 (сталь 3сп, 20, 09Г2С)
      • Фланцы воротниковые ГОСТ 12821-80 (сталь 08Х18Н10Т, 12Х18Н9Т, 3сп, 20, 09Г2С)
      • Фланцы воротниковые DIN 2633 (сталь St 37)
      • Фланцы плоские ОСТ 34 10.425-90 (сталь 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т)
    • Заглушки
      • Заглушки плоские
      • Заглушки фланцевые
      • Заглушки (днища) эллиптические
      • Днища штампованные
      • Заглушки поворотные (обтюраторы)
    • Крепеж
      • Крепеж — болты
      • Крепеж — гайки
      • Прокладки
      • Крепеж — шайбы
      • Крепеж — винты
      • Крепеж — шпильки
    • Компенсаторы
      • Линзовые компенсаторы
      • Сальниковые компенсаторы
      • Сильфонные компенсаторы
      • Гибкие вставки (компенсаторы резиновые)
  • Насосное оборудование
    • Насосное оборудование КасПамп
      • Насосы КасПамп
      • Насосные установки КасПамп
      • Дизельные насосные установки КасПамп
      • Канализационные насосные станции КасПамп
      • Мотопомпы КасПамп
    • Насосы «Пинский ОМЗ»
      • Насос битумный (нефтяной) ДС-125
      • Насосы консольные К, КМ
      • Насосы ЦНС, ЦНСГ
      • Насосы самовсасывающие АНС
    • Насосное оборудование АДЛ
      • Насосные установки ГРАНФЛОУ®
      • Установки поддержания давления ГРАНЛЕВЕЛ
      • Вертикальные многоступенчатые насосы DP-Pumps
      • Насосы Caprari (горизонтальные, скважинные, погружные)
      • Циркуляционные насосы ГРАНПАМП
      • Циркуляционные центробежные насосы Smedegaard
      • Дозировочные насосы Milton Roy
      • Мембранные насосы с пневмоприводом Yamada
      • Футерованные центробежные насосы CDR
      • Перистальтические насосы Verderflex
      • Пожарные насосы с дизельным или электрическим приводом
      • Насосы High Flow Line высокой производительности
    • Насосы Ebara
      • Погружные насосы Ebara
      • Центробежные насосы Ebara
      • Насосные станции Ebara
      • Колодезные и скважинные насосы Ebara
      • Линейные циркуляционные насосы LPS
    • Насосное оборудование LOWARA
      • Насосные установки Lowara
      • Одноступенчатые насосы Lowara
      • Многоступенчатые насосы Lowara
      • Скважинные насосы Lowara
      • Циркуляционные насосы Lowara
    • Насосы FINISH THOMPSON
      • Химические насосы с магнитной муфтой FTI DB
      • Самовсасывающие химические насосы с магнитной муфтой FTI SP
      • Бочковые насосы FTI
    • Мембранные насосы Wilden
      • Мембранные насосы WILDEN ORIGINAL
      • Мембранные насосы Wilden Advanced
      • Мембранные насосы WILDEN STALLION
      • Мембранные насосы высокого давления WILDEN HIGH PRESSURE
      • Мембранные насосы WILDEN SANIFLO FDA
      • Мембранные насосы WILDEN SANIFLO HS
    • Насосы Varisco
      • Насос Varisco V шестеренчатый самовсасывающий
      • Насосы Varisco Vtrm с магнитным приводом
    • Российские насосы
      • Насосы химические типа Х, АХ
      • Насосы для нефтепродуктов типа ЦН
      • Электронасосы типа КМ
      • Электронасосы типа КМ-Е
      • Насосы вихревые ВК, ВКС, ВКО
      • Насосы двустороннего входа НДс, НДв
      • Насосы консольные К, 1К, 2К
      • Насосы центробежные секционные ЦНС
      • Насосы двустороннего входа Д
      • Насос скважинный погружной ЭЦВ
      • Насосы СМ / СД для сточных масс
      • Насосы центробежно-вихревые консольные ЦВК
      • Насосы вакуумные ВВН, НВР
      • Дизельные насосные станции ДНА
    • Плунжерные насосы и установки
      • Насосы трехплунжерные
      • Установки высокого давления с дизельным приводом
      • Установки высокого давления с электрическим приводом
      • Мобильные установки высокого давления
    • Насосное оборудование Ареопаг
      • Дозировочные насосы НД
      • Перистальтические насосы НП
    • Автоматика для насосов и сопутствующее оборудование
      • Шкафы управления насосами ГРАНТОР
      • Преобразователи частоты
      • Мягкие пускатели
      • Защита электродвигателей
      • Защита насосов
      • Кабели экранированные
      • Расширительные баки Flamco
      • Манометры, термометры, датчики давления
    • Шламовые насосы Belsi
      • Насосы Belsi АНM, АНR
      • Насосы BELSI M, MR
      • Насосы BELSI L, LR
    • Насосы CNP
      • CDL, CDLF вертикальные многоступенчатые насосы
      • NISO, NIS, NISF консольные и консольно-моноблочные насосы
      • SJ центробежные скважинные насосы
      • HMC горизонтальные многоступенчатые насосы
      • VTP полупогружные вертикальные турбинные
      • WQ погружные насосы для сточных вод
      • NSC одноступенчатые насосы двухстороннего всасывания
    • Сервисный центр
  • Вентиляция
    • Клапаны, заслонки, затворы для пыле/газо/воздухопроводов
      • Клапаны дроссельные (запорно-регулирующие) ДХ,ДХО,ДХК,ДП,ДГ
      • Затворы круглые газовоздушные УКЭМ-1
      • Затворы прямоугольные газовоздушные УКЭМ-4
      • Клапана газоплотные ПГВУ (круглые,прямоугольные)
      • Заслонки (затворы) дисковые поворотные серии 12с-8
      • Заслонки (задвижки) для газопроводов СМО (Испания)
      • Затворы поворотные Orbinox ML для дымовых газов
      • Затворы поворотные дисковые регулирующие ВА99015М ПГВУ
      • Задвижка листовая поворотная
    • Карманы Рихтера

Асинхронный ЛД

При подключении силовой установки к сети переменного тока, появляется магнитное поле, поле чего ось обмотки статора начинает вращаться. Как только в это магнитное поле при превращении начнут пересекать проводники обмотки ротора, появляется электродвижущая сила, которая со своей стороны заставляет ток течь по обмотке провода. При взаимодействии тока с магнитным полем появятся дополнительная сила, действующая на перемещение магнитного поля. Именно из-за воздействия этой силы начинает двигаться вторичный элемент системы, ротор. Передвижение вторичного элемента асинхронного линейного двигателя происходит со скольжением.

Материалом вторичного элемента может быть медь, сталь или алюминий. Если в конструкции используется немагнитный материал вторичного элемента, то в схеме системы должно быть предусмотрено замыкание магнитного потока через ферромагнитные элементы.

В качестве альтернативы обмотки вторичного элемента силовой установки может быть использован металлический лист. Расположить этот элемент можно либо в шине между старом и ферромагнитным сердечником, либо — между двумя первичными элементами.

Трубчатый линейный двигатель

Трубчатый или коаксиальный линейный двигатель — один из подтипов линейных асинхронных ШД. В качестве статора системы используется труба, во внутренней части которой взаимодействуют обмотки статора и металлические шайбы. Взаимодействующие элементы являются частью магнитопровода. Группы катушек образуют обмотки отдельных фаз силовой установки. Вторичный элемент системы имеет аналогичную форму трубы и располагается внутри статора. Вторичный элемент состоит из ферромагнитного материала.

Во вторичном элементе образуются электрический ток по его же окружности, при воздействии которых совместно с магнитным полем появляется сила на вторичном элементе, которая вызывает движение ротора вдоль трубы. Магнитный ток во вторичном элементе трубчатого линейного двигателя, в отличие от классического линейного двигателя, где движение имеет радиальное направление, перемещается аксиально.

Синхронный ЛД

Основным преимуществом синхронного ЛД является наличие зазора между старом и ротором, высоким КПД и низким коэффициентом мощности. КПД синхронного линейного двигателя достигает значения в 96%. Однако значение мощности такого типа двигателя является крайне низким, а его значение при расчетах всегда приближено к единице.

Наиболее эффективно использовать синхронные ЛД можно в высокоскоростных транспортных средствах. Благодаря им можно значительно повысить комфортные условия движения состава, а также улучшить его экономические характеристики.

Как выбрать линейный шаговый двигатель?

1. Условия эксплуатации.

Если ваша силовая установка будет использоваться на предприятии, где система будет изолирована от воздействия внешней среды, и будет поддерживаться постоянный температурный режим, то мы сможем предложить для решения ваших задач довольно обширный ряд силовых установок.

Если же установка будет эксплуатироваться при экстремальных условиях: на улице, под воздействием осадков и при перепаде температур, то будьте готовы к тому, что вариантов подходящих силовых установок будет не так много, а стоимость оборудования будет значительно отличаться от стандартного. В этом случае для ваших задач подойдут системы из специального каталога.

2. Нагрузка на систему

Перед тем как купить линейный шаговый двигатель обратите внимание на тот факт, что предельная нагрузка на силовую установку одновременно является и максимальной. Таким образом давать предельные нагрузки на такие силовые установки ни в коем случае не рекомендуется даже в экстренных ситуациях!

3. Электроснабжение

Если в вашем случае требуется использовать в качестве источника питания системы батарею, то вы можете без проблем использовать ее в качестве альтернативного источника питания. В этом случае дополнительно к системе в некоторых случаях требуется подключение двигателя постоянного тока.

Как правило, электропитание установки берется от сети. Если в систему подается переменный ток, то нет необходимости дополнительно интегрировать в нее силовую систему с переменным током, поскольку трансформация переменного тока в постоянный может быть выполнена внутри двигателя самостоятельно.

4. Скорость передвижения

Заранее проанализируйте, с какой скоростью должна перемещаться ваша силовая установка, поскольку ЛШД могут передвигаться в различном диапазоне скоростей. В зависимости от скорости движения системы мы подберем для вас подходящий тип двигателя.Скорость передвижения может быть как очень медленной, так и крайне высокой. При выборе подходящей скорости помните, что нужно учитывать не только скорость движения установки, но и нагрузку, которую эта систему будет регулярно испытывать.

5. Длина хода

Длина хода напрямую влияет на размер всей системы. Размер актуатора в вытянутом положении зависит от длины хода силовой установки. При подборе линейного шагового двигателя заранее продумайте общий размер силовой установки, поскольку уместить актуатор с большой длиной хода в компактное пространство практически невозможно.

6. Проверка рабочего цикла

Проверка рабочего цикла силовой системы должна производиться на самой первой стадии работы. Данное условие было создано из-за перегревов в условиях долгой работы. Как правило, практически все актуаторы при полной работы испытывают перегрев.

Области применения линейных шаговых двигателей

Как правило, линейные шаговые двигатели применяют в тех случаях, когда классические ротационные двигатели не могут справиться с поставленной задачей из-за отсутствия подходящих параметров или, попросту, ЛШД самостоятельно могут положительно повлиять на свойства конструкции. Основной областью применения ЛШД является область пассажирских перевозок.

Если вы ищите способ, как организовать автоматическое открытие/закрытие ворот, шлагбаумов и дверей гаража, то актуаторы в этом случае является незаменимой вещью. Кстати, это самый простой способ их применения в обычной жизни.

Электротранспорт не может обойтись без линейных шаговых электродвигателей в первую очередь из-за обеспечения транспортному средству подходящего характера движения. Электротранспорт может равномерно разгоняться и двигаться с постоянной скоростью именно благодаря применению ЛШД. Значение скорости и ускорения лимитированы динамическими характеристиками транспортного средства и рельсового полотна, а также комфортабельностью и безопасностью перевозки пассажиров или груза.

Для транспортировки промышленных материалов: угля, древесины и т.п. линейные шаговые двигатели используются в конвейерных поездах. Конструкция работы ШЛД следующая: индукторы электропривода размещаются параллельно рельсовому полотну, дополнительная часть конструкции силовой установки располагается непосредственно на поезде или подвижном вагоне. В городском электротранспорте, наоборот, основной элемент ЛШД — индукторы — располагаются на подвижном составе, а вторичный — вдоль рельсового полотна.

Цилиндрический линейный двигатель часто применяется в приводах разъединителей тяговых подстанций. Он не только помогает упростить конструкцию системы, но и повышает ее общую надежность и быстродействие.

Производственные автоматизированные линии также используют актуаторы в различных конструкциях: это все подъемных механизмы и системы вентиляции, в том числе эскалаторы и роботы для упаковки продукции.

В строительстве невозможно обойтись без сваезабивных молотов, в основе работы которых ЛШД выполняет ударные движения. Основным преимуществом конструкции сваезабивных молотов является простота производства деталей, термостойкость и отсутствие сложных условий для внедрения в эксплуатацию.

На стреле располагается статор, который с помощью специальной лебедки может двигаться по вертикальной оси. Вторичный элемент двигателя встраивается в ударную систему конструкции. Подъем ударного элемента выполняется посредствам направления бегущего поля вверх, а перед максимальной точкой вертикального положения силовая установка выключается, так что система падает вниз под действием силы тяжести и собственного веса. Для увеличения энергии удара двигатель остается в рабочем состоянии, но переводится перед точкой вертикального максимума в реверсивный режим работы. Чем глубже уходит свая, чем ниже на лебедке опускается статор силовой установки.

В металлургической промышленности используются магнитогидродинамические наносы, позволяющие перекачивать, транспортировать смешивать и дозировать электропровододящие жидкости, жидкий металл, а на атомных ЭС — жидкометаллический теплоноситель. В конструкции гидродинамических насосов отсутствуют подвижные механические элементы, а канал для транспортировки жидкого металла может быть полностью загерметезирован.

Другой обширной областью применения является медицина. Актуаторы используются в медицинской мебели, которая используется в стоматологии, гинекологии и хирургии. Все подвижные элементы мебели работают за счет встроенных в них актуаторов. Например, это стоматологические кресла с подвижными элементами, массажные кресла, тренажеры для восстановления после травм, а также инвалидные кресла.

Купить линейный шаговый двигатель

В Торговом Доме «Степмотор» в Санкт-Петербурге вы можете не только купить линейный шаговый двигатель, линейный привод с шаговый двигателем и актуатор, но и обязательно получите квалифицированную консультацию наших менеджеров по всем техническим возможностям каждой силовой установки.

Мы с удовольствием подберем шаговые двигатели, подходящие именно для вашего заказа, а также предоставим скидку при оптовом заказе или повторном обращении в наш Торговый Дом. Мы рады ответить на ваши вопросы ежедневно по будним дням с 9 до 18 по бесплатной по России горячей линии: 8-800-5555-068

Цилиндрический линейный двигатель — новый этап эволюции электроэрозионных станков

Основные изменения, происходившие в приводной части станков за последний век, связаны с постепенным приближением двигателя к рабочему органу. На этом пути были массивные коробки подач с огромным количеством промежуточных элементов кинематической цепи, двух-трех ступенчатые редукторы, ременные передачи, прямые приводы через муфту. Всегда переход к следующему этапу был связан с применением последних научных разработок, получивших тем или иным способом свое приложение в станкостроении, появлением новых технологий либо удешевлением существующих. Изначально крайне дорогими являлись приводы на основе регулируемых электродвигателей и с шарико-винтовыми парами (ШВП), поэтому лишь отдельные производители находили целесообразным их использование. В наши дни уже сложно представить современный станок, который бы обошелся без ШВП или в котором величина подачи регулируется ступенчато, за счет перемещения блоков зубчатых колес.

Характерно то, что на каждом этапе никогда сразу не появлялась конструкция, оптимальная во всех отношениях. Совершенствование всегда происходило путем проб и ошибок, последовательной доработкой и устранением недостатков. В конечном итоге повсеместное распространение получали конфигурации узлов, прошедшие проверку временем, длительной эксплуатацией и доказавшие свою экономическую эффективность.


Рис. 1. ШВП

Такой вот отработанной, давно зарекомендовавшей себя, проверенной конструкцией является на данный момент привод с использованием ШВП, связанной с двигателем напрямую посредством муфты, реже ремня или зубчатой передачи. Производство всех элементов привода уже давно отработано, технологии оптимизированы, поэтому и стоимость вполне конкурентоспособна.

Тем не менее, желание конструкторов максимально сократить кинематическую цепь никуда не исчезло. Последней ступенькой, через которую надо было перешагнуть, стала шарико-винтовая пара. И сделать это позволили линейные двигатели.

Применение линейных двигателей в приводах подач современных станков является тем закономерным результатом, к которому привела их эволюция на протяжении десятков последних лет. Однако сейчас использование линейных приводов находится лишь на начальной стадии. Технология их изготовления до сих пор не до конца автоматизирована, цена высока, а применение далеко не всегда уместно. Линейный двигатель не получил своего «эталонного» воплощения (или ряда таких воплощений, испытанных временем, выбор из которых производится в зависимости от специфики использования) и существуют различные конструктивные исполнения, которые, несмотря на ряд безусловных общих преимуществ, значительно отличаются друг от друга, имея различные сильные и слабые стороны. Это тот этап, который проходит любая инновация. И все больше производителей останавливаются на линейных двигателях для приводов подач, причем как для оборудования специфического, такого, как электроэрозионные станки, так и для фрезерных и токарных станков.

Использование линейных двигателей оправдано для прецизионного оборудования и в том случае, когда большую роль играет динамическая характеристика привода: максимально допустимые ускорения, величины максимально и минимально допустимых скоростей. Тем не менее, даже на оборудование такого класса линейные привода устанавливаются, зачастую, лишь в маркетинговых целях, ведь ультрапрецизионное оборудование по умолчанию должно быть «напичкано» инновациями, позволяющими добиться высочайшей точности, недоступной конкурентам. При этом позабытыми оказываются как экономическая эффективность использования таких приводов, которая приводит к неоправданному повышению стоимости обработки, так и технологическая необходимость такого решения в целом.

В свете вышесказанного обращает на себя внимания стратегия, выбранная компанией Mitsubishi Electric. Более 40 лет назад компания представила свой первый электроэрозионный проволочно-вырезной станок, а уже в 1978 году — серийный высокоскоростной и высокоточный 4-х координатный электроэрозионный проволочно-вырезной обрабатывающий станок.


Рис. 2. Mitsubishi NA1200

Сегодня ноу-хау, накопленное за многие десятилетия в сочетании с интенсивной исследовательской работой, остаются решающим критерием при разработке новых систем электроэрозионной обработки. Являясь одним из ведущих производителей электроэрозионного оборудования и в то же время одним из крупнейших производителей линейных двигателей, японская фирма вплоть до недавнего времени не устанавливала их на свои станки. Лишь в 2009 году на станках серии NA (рис. 2) впервые были применены линейные двигатели (цилиндрические). Возникает вопрос, почему гигантская корпорация отказывается от использования в своем оборудовании своих же собственных компонентов, несмотря на то, что эти компоненты (линейные двигатели) успешно продаются по всему миру?

Стоит внимательно присмотреться к конкретным конструкциям, чтобы получить ответ на этот вопрос.

На сегодняшний день наиболее распространенными в металлообрабатывающих станках являются плоские линейные двигатели. Принципиальная схема такого двигателя приведена на рис. 3.


Рис. 3. Плоский линейный двигатель: принципиальная схема

Двигатель состоит из двух основных частей: ползуна, представляющего собой сердечник 1 с обмотками 2 и неподвижной частью с постоянными магнитами 3.

Как раз наличие сердечника и является основным источником характерных данному типу двигателей недостатков:

  1. Значительное тепловыделение при работе.

    При функционировании линейного двигателя через обмотки проходит электрический ток и, согласно закону Джоуля-Ленца, происходит их нагрев. Это не является особенностью данной конкретной конструкции и свойственно любому проводнику с током. Однако не для любого проводника с током тепловые деформации играют столь существенную роль, как в металлообработке, особенно когда речь идет о прецизионном оборудовании!

    Кроме того дополнительным источником тепла является сердечник, в котором при движении ползуна появляются вихревые токи Фуко, способствующие его дополнительному нагреву.

    Усугубляет ситуацию то, что отвод излишнего тепла в окружающую среду крайне затруднен. Сверху на ползуне смонтирован стол, снизу на минимальном расстоянии находится плита с постоянными магнитами. Таким образом, практически все тепло, выделяющееся при работе двигателя, передается на стол станка, вызывая тепловые деформации, ведущие к перекосам рабочего органа и, как следствие, недопустимым погрешностям обработки, чрезмерному износу направляющих.


    Рис. 4. Тепловыделение в плоском линейном двигателе

    Максимальная температура может превышать 100°С! Безусловно, ни о какой высокой точности говорить при таких значениях температуры нельзя. Поэтому использование плоского линейного двигателя абсолютно нецелесообразно без мощной системы охлаждения.

    Оснащение конструкции охлаждающим контуром практически полностью решает проблему чрезмерного тепловыделения, но очевидно, что такая мощная система охлаждения значительно увеличивает стоимость двигателя, расходы на эксплуатацию станка и напрямую отражается на себестоимости обработки.

  2. Наличие постоянной силы магнитного притяжения.

    На сердечник плоского линейного двигателя постоянно воздействует сила притяжения со стороны магнитов.


    Рис. 5. Сила притяжения, воздействующая на сердечник

    Эта сила воздействует постоянно и не изменяет своего значения при работе двигателя. Согласно данным каталога фирмы Mitsubishi Electric величина силы магнитного притяжения колеблется в пределах 500–7000Н в зависимости от типоразмера линейного двигателя. Таким образом, возрастает нагрузка на направляющие станка, что усиливает их износ, кроме того увеличиваются и потери на трение в направляющих, и, как следствие, снижается КПД привода.

    Кроме того очень важно, что сила магнитного взаимодействия напрямую зависит от зазора Δ между частями плоского линейного двигателя. При отклонении зазора от номинального сила может увеличиваться или уменьшаться в пределах 30%.


    Рис. 6. Зависимость силы притяжения от зазора в двигателе

    Рассмотренная зависимость позволяет говорить о высокой чувствительности плоского линейного двигателя к изменению величины воздушного зазора между его частями. Практически это влечет к появлению дополнительных сложностей, возникающих при сборке и монтаже приводов с плоскими линейными двигателями.

    Кроме нормальной составляющей силового взаимодействия магнитов и сердечника, существует также воздействие, направленное параллельного вектору перемещения двигателя. Подробнее об этом, а также о последствиях расписано в следующем пункте.

  3. Ограничения по плавности движения.

    Общее поле, создаваемое постоянными магнитам (что видно и из рис. 7), будет являться неоднородным: в каких-то местах плотность потока индукции будет выше, чем в других. Силовое взаимодействие между сердечником плоского линейного двигателя и магнитами имеет составляющую, параллельную направлению перемещения ползуна. Конструктивно эти явления вызваны в первую очередь наличием расстояния между магнитами, которое приводит к неоднородности магнитного поля.

    Рис. 7. Поле постоянных магнитов

    Горизонтальная составляющая силового воздействия изменяется соответственно изменению вектора и плотности потока магнитной индукции: в каких-то местах она достигает своего максимума, в каких-то практически равна нулю. Следствием этого является наличие так называемых «предпочтительных положений» у плоского линейного двигателя. Т.е. на всей величине хода присутствуют положения, которые соответствуют минимуму потенциальной энергии. Ползун сам стремится занять такое положение, а для вывода из него требуется приложить усилие.

    Экспериментально полученные данные, отражающие колебания выходного усилия привода, приведены на рис. 8.

    Рис. 8. Колебания выходного усилия

    Характеристика на рисунке была получена следующим образом: при перемещении двигателя с постоянной скоростью с усилителя снимаются данные об изменении тока. Таким образом, при известной скорости двигателя и его силовой постоянной, получается зависимость, приведенная на рисунке.

    Такие колебания силы накладывают определенные ограничения на плавность движения двигателя, на качество получаемой поверхности, если речь идет о приводе металлообрабатывающего станка, и на точность обработки. Основные методы борьбы: установка магнитов под углом, использование программных средств и прочее, позволяют значительно снизить амплитуду колебания, но не устраняют его полностью, к тому же способствуют удорожанию изготовления двигателя и станка в целом.

    На рис. 9 наглядно показаны изменения поля, создаваемого постоянными магнитами после их установки под углом.

    Рис. 9. Изменение пространственного распределения плотности магнитного потока при использовании конструкции с повернутыми магнитами

    На рис. 10 приведено уменьшение колебаний силы при использовании измененной конструкции.

    Рис. 10. Уменьшение колебаний силы при установке магнитов под углом

  4. Общая неэффективность конструкции.

    Конструкция плоского линейного двигателя изначально геометрически неэффективна. Как видно из рис. 11, для совершения работы по перемещению задействована лишь «верхняя» часть магнитного потока. Таким образом, крайне дорогостоящие редкоземельные магниты, которые применяются во всех типах линейных двигателей, используются менее чем на 50%.

    Рис. 11. Распределение магнитного потока

Рассмотрим теперь линейный двигатель, использованный компанией Mitsubishi Electric. В ультрапрецизионном станке Mitsubishi NA 1200 в качестве приводов по осям X, Y, U, V использованы цилиндрические линейные двигатели

Принципиальная схема цилиндрического линейного двигателя представлена на рис. 12. Особенность его конструкции заключается в том, что обмотки 2 расположены вокруг сформированных в виде цилиндра постоянных магнитов 1, а сердечника нет в принципе!

Рис. 12. Цилиндрический линейный двигатель: принципиальная схема

Цилиндрический линейный двигатель, благодаря своей конструкции, лишен всех рассмотренных выше недостатков плоского линейного двигателя. Остановимся подробнее на каждом из них.

  1. Тепловыделение.

    Цилиндрический линейный двигатель не требует специальной отдельной системы охлаждения. То тепло, которое неизбежно выделяется в обмотках, эффективно отводится окружающей средой и непосредственно на стол станка передается незначительная его часть. Плюс в конструкции нет сердечника — источника дополнительного нагрева под действием вихревых токов.

    Рис. 13. Схема отвода тепла в цилиндрическом линейном двигателе

    В результате испытаний (перемещение стола на длину 200 мм со скоростью 1 м/с, ускорением 1 G, задержкой 1 с в каждом из концов хода) было установлено, что повышение температуры стола не превышает 5°С. Графически результаты представлены на рис. 14.

    Рис. 14. Прирост температуры стола станка с цилиндрическим линейным двигателем

    В принципе, при более тяжелых режимах работы температура стола может подниматься и выше оговоренных 5°С, но в любом случае значительно меньше, чем у плоского линейного двигателя.

    Несмотря на это, в станках серии NA предусмотрен контур охлаждения линейных двигателей, интегрированный в общую систему термической стабилизации и динамической термической компенсации станка. Он позволяет практически ликвидировать нагрев стола, связанный с тепловыделением в обмотках линейного двигателя. И как следствие — избавиться от тех минимальных погрешностей, которые он вызывает и которые способны оказывать воздействие на работу столь точного оборудования. При этом необходимая мощность системы охлаждения значительно меньше, а контур значительно проще, чем у плоского линейного двигателя.

  2. Нет ограничений по плавности движения.

    В связи с тем, что в конструкции цилиндрического линейного двигателя нет сердечника, ему не свойственны недостатки, связанные с его наличием.

    Между цилиндром и обмотками ползуна не возникает дополнительных силовых воздействий (ни в радиальном, ни в осевом направлении), поэтому движение при работе происходит плавно, без скачков нагрузки или скорости. На рис. 15 и 16 соответственно представлены графики изменения скорости при движении на высоких и низких скоростях.

    Благодаря симметричной конструкции и отсутствию сердечника, колебания величины зазора принципиально не влияют на работу цилиндрического линейного двигателя, что облегчает его сборку и изготовление.

    Рис. 15. Погрешность скорости (область высоких скоростей)

    Рис. 16. Погрешность скорости (область низких скоростей)

  3. Эффективное использование всего магнитного потока.

    Рис. 17. Эффективное использование всего магнитного потока

    Благодаря симметричности конструкции, в цилиндрическом линейном двигателе используется весь магнитный поток. Это дает дополнительное экономическое преимущество перед плоской конфигурацией, ведь для достижения того же результата требуется практически в 2 раза меньше редкоземельных магнитов, либо в 2 раза менее сильные магниты. Это весьма существенное преимущество, так как стоимость постоянных редкоземельных магнитов составляет немалую долю от общей стоимости линейного двигателя.

  4. Ремонтопригодность.

    Благодаря отсутствию механического контакта, отпадает необходимость в смазке, двигатель работает абсолютно бесшумно и не подвергается износу. Однако в случае необходимости демонтаж и монтаж цилиндрического линейного двигателя, по сравнению даже с ШПВ, осуществляется значительно проще и быстрее и не требует дополнительной юстировки, что существенно повышает его ремонтопригодность.

Вернемся к вопросу, который прозвучал в начале: почему же лишь сравнительно недавно линейные двигатели появились в станках Mitsubishi? Теперь ответить на него значительно проще.


Рис. 18. Mitsubishi MV1200R

Очевидно, что специалисты компании, в угоду желанию быть на гребне волны технического прогресса, не стали отдавать предпочтение плоским линейным двигателям, которые не устраивали их в первую очередь по экономическим показателям: высокая собственная стоимость, высокая стоимость эксплуатации и ремонта, которые неминуемо переносятся на стоимость получаемой на станке детали. До тех пор, пока использование классических приводов с ШВП было оправданно экономически и при этом позволяло добиваться высочайшей точности обработки, инженеры компании лишь присматривались к тому, как покажут себя линейные двигатели применительно к электроэрозионным станкам. В результате решение нашлось. На рынке появился относительно новый тип линейных двигателей — цилиндрический линейный двигатель (ЦЛД), который обладает рядом преимуществ по сравнению с аналогами и весьма эффективен с экономической точки зрения: низкое потребление энергии, простота производства и сборки. Все те недостатки плоских линейных двигателей, рассмотренные выше, не свойственны цилиндрическим.

В 2009 году в производство была запущена серия ультрапрецизионных станков NA с ЦЛД. Эти станки великолепно зарекомендовали себя и заставили задуматься японских специалистов о модернизации и остальных станков, производимых фирмой. В марте 2012 года компания Mitsubishi Electric объявила о начале производства новой серии MV с ЦЛД и продемонстрировала эти станки на выставке «INTERMOLD 2012» в Осаке (Япония). Серия MV призвана заменить прекрасно себя зарекомендовавшие серии FA и BA. Притом, что новые станки обладают великолепными технологическими возможностями и превосходной точностью, главное их преимущество — в экономичности и чрезвычайно низких текущих издержках. Во многом благодаря использованию ЦЛД, станки серии MV потребляют на 69% меньше энергии, чем их предшественники и на 42% позволяют снизить стоимость обработки при 30% сокращении времени! Это действительно потрясающий результат, который позволяет утверждать, что ЦЛД будут и дальше успешно использоваться в станках компании Mitsubishi Electric.

Применение ЦЛД потребовало разработки и применения самой передовой технологии управления с использованием сверхскоростной оптоволоконной связи и системной коммуникацией в режиме реального времени. Безусловно, нас ждет дальнейшее совершенствование конструкции и системы управления, но уже сейчас можно достаточно уверенно утверждать, что применение ЦЛД в электроэрозионных станках — это инновационное решение, которое ознаменовало собой новый этап эволюции в станкостроении.

См. также:

  • Цилиндрический линейный двигатель. Эволюция в движении
  • ЦЛД. Система управления приводами электроэрозионных станков Mitsubishi Electic

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *