Mekhatronika_KPMO_EMO / Конспект лекций / Лекция 14

Рисунок 13.5.- Принципиальное устройство активной зоны РИД: 1-ярмо статора, 2- обмотка статора, 3 – зубец статора, 4 – вал, 5 – зубец ротора, 6 – ярмо ротора.

Импульс тока должен подаваться в фазу при взаимном положе­нии зубцов ротора и зубцов возбуждаемого полюса статора, близком к положению зубец - паз, а при достижении положения зубец - зубец ток фазы должен быть уменьшен до нуля. В противном случае появится от­рицательная составляющая во вращающем моменте двигателя, снижающая его среднее значение. Своевременная подача импульсов тока в фаз­ные обмотки статора в соответствии с сигналами датчика положения ро­тора обеспечивает непрерывный вращающий момент на валу двигателя.

13.2.2 Линейные электродвигатели

Прототипом линейного двигателя является электромагнитная система, состоящая из металлического сердечника-магнита и статорной обмотки. При подаче тока определенной полярно­сти в статорную обмотку сердечник-магнит смещается в ту или иную сторону. Между источником энергии и подвижным звеном нет промежуточных элементов. Передача энергии осуществляется через воздушный зазор между статорной обмоткой и подвижным звеном. На этом принципе действия уже много лет работают различные системы электроавтоматики, элек­тротормозов, защиты и т.п.

Достоинством этих систем является: простота конструкции, сверхбыстрота срабатывания, почти мгновенный останов и реверс, большие осевые усилия, простота настройки и применения.

Линейный двигатель может быть "получен" из двигателя угло­вого движения (рис. 13.6,а) в результате продольного разреза статора (рис. 13.6 ,б) и развертки его в прямую линию. Ротор также выпрям­ляют (рис. 13.6,в). В результате движение "ротора" становится ли­нейным. Обратная свертка линейного двигателя (рис. 13.7,а) только относительного его поперечной оси приводит к появлению линей­ного двигателя иного типа (рис. 13.7,б).

Рисунок 13.6 Рисунок 13.7

Таким образом, линейный двигатель состоит из двух основных элементов: электромагнитного "статора" 1 и плоского "ротора" 2 (рис.13.6, в), между которыми воздушный зазор. Для определения текущих координат подвижного звена на неподвижном звене уста­навливают измерительную линейку с высокой дискретностью (0,1 мкм). "Ротор" (рис.13.6, в) состоит из ряда прямоугольных силь­ных (редкоземельных) постоянных магнитов , закрепленных под определенным фиксированным углом на тонкой плите из специ­альной высокопрочной керамики, коэффициент температурного расширения которой в два раза меньше, чем у гранита. Примене­ние керамики совместно с эффективной системой охлаждения и использование высокоэффективной 6-ти фазной импульсной системы управления (система SMC) позволило избавиться от нагрева, сильных магнитных полей и добиться точного и равномерного движения во всем диапазоне ско­ростей и нагрузок.

Компания SODICK серийно выпускает ши­рокую гамму линейных двигателей со следую­щими характеристиками:

ходом подвижного звена от 100 до 2220 мм, максимальной скоростью перемещения до 3 м/с, ускорением до 20g при точности исполнения заданных перемещений 0,1 мкм, практически мгновенной остановкой и реверсом, моментальной реакцией на команды системы управления. Нагрев ЛД при работе не превышает +2°С от температуры помещения.