રેખીય મોટર્સ સાથે ઇલેક્ટ્રિક એક્ટ્યુએટર

મોટાભાગની ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સ રોટરી છે. તે જ સમયે, ઉત્પાદન મશીનોની ઘણી કાર્યકારી સંસ્થાઓએ, તેમના કાર્યની તકનીકી અનુસાર, ટ્રાન્સલેશનલ (ઉદાહરણ તરીકે, કન્વેયર્સ, કન્વેયર્સ, વગેરે) અથવા પારસ્પરિક (મેટલ કટીંગ મશીનો, મેનિપ્યુલેટર, પિસ્ટન અને અન્ય મશીનોને ખવડાવવા માટેની પદ્ધતિઓ) કરવી જોઈએ. ).

ટ્રાન્સલેશનલ ચળવળમાં રોટરી ચળવળનું રૂપાંતર ખાસ કાઇનેમેટિક કનેક્શન્સ દ્વારા હાથ ધરવામાં આવે છે: સ્ક્રુ નટ, ગોળાકાર સ્ક્રુ ગિયર, ગિયર રેક, ક્રેન્ક મિકેનિઝમ અને અન્ય.

વર્કિંગ મશીનોના કન્સ્ટ્રક્ટર માટે એવા એન્જિનનો ઉપયોગ કરવા ઈચ્છે તે સ્વાભાવિક છે કે જેનું રોટર કામ કરતી સંસ્થાઓને આગળ અને પરસ્પર હલનચલન કરવા માટે રેખીય રીતે આગળ વધે છે.

હાલમાં, ઇલેક્ટ્રિક ડ્રાઇવ્સ રેખીય અસુમેળ, વાલ્વ અને ઉપયોગ કરીને વિકસાવવામાં આવે છે સ્ટેપર મોટર્સ… સૈદ્ધાંતિક રીતે, પ્લેનમાં નળાકાર સ્ટેટરને રેખીય રીતે ખસેડીને રોટરી મોટરમાંથી કોઈપણ પ્રકારની રેખીય મોટર બનાવી શકાય છે.

ઇન્ડક્શન મોટર સ્ટેટરને પ્લેનમાં ફેરવીને રેખીય ઇન્ડક્શન મોટરની રચનાનો ખ્યાલ મેળવી શકાય છે. આ કિસ્સામાં, સ્ટેટરના ચુંબકીય દળોનું વેક્ટર સ્ટેટરના ગાળા સાથે રેખીય રીતે આગળ વધશે, એટલે કે. આ કિસ્સામાં, ફરતી નથી (પરંપરાગત મોટર્સની જેમ), પરંતુ સ્ટેટરનું ટ્રાવેલિંગ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્ર રચાય છે.

ગૌણ તત્વ તરીકે, સ્ટેટરની સાથે નાના એર ગેપ સાથે સ્થિત ફેરોમેગ્નેટિક સ્ટ્રીપનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. આ સ્ટ્રીપ સેલ રોટર તરીકે કામ કરે છે. ગૌણ તત્વ મૂવિંગ સ્ટેટર ફીલ્ડ દ્વારા વહન કરવામાં આવે છે અને રેખીય નિરપેક્ષ સ્લિપના જથ્થા દ્વારા સ્ટેટર ફીલ્ડની ઝડપ કરતાં ઓછી ઝડપે આગળ વધે છે.

ટ્રાવેલિંગ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ફિલ્ડનો રેખીય વેગ હશે

જ્યાં τ, m — પોલ પિચ — રેખીય અસુમેળ મોટરના અડીને આવેલા ધ્રુવો વચ્ચેનું અંતર.

ગૌણ તત્વ ગતિ

જ્યાં sL — સંબંધિત રેખીય કાપલી.

જ્યારે મોટરને પ્રમાણભૂત ફ્રિક્વન્સી વોલ્ટેજ સાથે પુરું પાડવામાં આવે છે, ત્યારે પરિણામી ફીલ્ડ વેગ પૂરતા પ્રમાણમાં વધારે હશે (3 m/s કરતાં વધુ), જે ઔદ્યોગિક મિકેનિઝમ ચલાવવા માટે આ મોટરોનો ઉપયોગ મુશ્કેલ બનાવે છે. આવા એન્જિનનો ઉપયોગ હાઇ-સ્પીડ ટ્રાન્સપોર્ટ મિકેનિઝમ માટે થાય છે. રેખીય ઇન્ડક્શન મોટરની ઓછી ચાલતી ઝડપ અને ઝડપ નિયંત્રણ મેળવવા માટે, તેના વિન્ડિંગ્સ ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટર દ્વારા સંચાલિત થાય છે.

ચોખા. 1. રેખીય અક્ષીય મોટરની ડિઝાઇન.

રેખીય ઇન્ડક્શન મોટર ડિઝાઇન કરવા માટે કેટલાક વિકલ્પોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. તેમાંથી એક ફિગમાં બતાવવામાં આવ્યું છે. 1.અહીં, ગૌણ તત્વ (2) — વર્કિંગ બોડી સાથે જોડાયેલ ટેપ, સ્ટેટર 3 દ્વારા બનાવેલ ટ્રાવેલિંગ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ફિલ્ડની ક્રિયા હેઠળ માર્ગદર્શિકા 1 સાથે આગળ વધે છે. જો કે, આ ડિઝાઇન વર્કિંગ મશીન સાથે એસેમ્બલી માટે અનુકૂળ છે, તે સ્ટેટર ક્ષેત્રના નોંધપાત્ર લિકેજ પ્રવાહો સાથે સંકળાયેલ છે, જેના પરિણામે મોટરનો કોસφ ઓછો હશે.

ફિગ. 2. નળાકાર રેખીય મોટર

સ્ટેટર અને ગૌણ તત્વ વચ્ચે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક કનેક્શન વધારવા માટે, બાદમાં બે સ્ટેટર વચ્ચેના સ્લોટમાં મૂકવામાં આવે છે, અથવા મોટરને સિલિન્ડર તરીકે ડિઝાઇન કરવામાં આવે છે (ફિગ. 2 જુઓ). આ કિસ્સામાં, મોટર સ્ટેટર એક ટ્યુબ છે. (1), જેની અંદર નળાકાર વિન્ડિંગ્સ છે (2) જે સ્ટેટર વિન્ડિંગ છે. ફેરોમેગ્નેટિક વોશર્સ 3 એ કોઇલ વચ્ચે મૂકવામાં આવે છે જે ચુંબકીય સર્કિટનો ભાગ છે. ગૌણ તત્વ એક નળીઓવાળું લાકડી છે, જે ફેરોમેગ્નેટિક સામગ્રીથી પણ બનેલું છે.

લીનિયર ઇન્ડક્શન મોટર્સમાં ઊંધી ડિઝાઇન પણ હોઈ શકે છે જ્યાં સ્ટેટર ફરતી વખતે સેકન્ડરી સ્થિર હોય છે. આ એન્જિન સામાન્ય રીતે વાહનોમાં વપરાય છે. આ કિસ્સામાં, રેલ અથવા વિશિષ્ટ ટેપનો ઉપયોગ ગૌણ તત્વ તરીકે થાય છે, અને સ્ટેટરને જંગમ કેરેજ પર મૂકવામાં આવે છે.

રેખીય અસુમેળ મોટર્સનો ગેરલાભ એ ઓછી કાર્યક્ષમતા અને સંકળાયેલ ઉર્જાની ખોટ છે, મુખ્યત્વે ગૌણ તત્વ (સ્લિપ લોસ) માં.

તાજેતરમાં, અસુમેળ ઉપરાંત, તેઓનો ઉપયોગ કરવાનું શરૂ કર્યું સિંક્રનસ (વાલ્વ) એન્જિન… આ પ્રકારની રેખીય મોટરની ડિઝાઇન અંજીરમાં બતાવેલ જેવી જ છે. 1. મોટરના સ્ટેટરને પ્લેનમાં ફેરવવામાં આવે છે, અને કાયમી ચુંબક ગૌણ પર મૂકવામાં આવે છે.ઇન્વર્ટેડ ડિઝાઇન વેરિઅન્ટ શક્ય છે જ્યાં સ્ટેટર એક જંગમ ભાગ હોય અને કાયમી ચુંબક ગૌણ તત્વ સ્થિર હોય. સ્ટેટર વિન્ડિંગ્સ ચુંબકની સંબંધિત સ્થિતિના આધારે સ્વિચ કરવામાં આવે છે. આ હેતુ માટે, ડિઝાઇનમાં પોઝિશન સેન્સર (4 — ફિગ. 1 માં) આપવામાં આવ્યું છે.

રેખીય સ્ટેપર મોટર્સનો ઉપયોગ પોઝિશનલ ડ્રાઇવ માટે પણ અસરકારક રીતે થાય છે. જો સ્ટેપર મોટરનું સ્ટેટર પ્લેનમાં જમાવવામાં આવે છે, અને ગૌણ તત્વ પ્લેટના રૂપમાં બનાવવામાં આવે છે, જેના પર ચેનલોને મિલિંગ કરીને દાંત બનાવવામાં આવે છે, તો પછી સ્ટેટર વિન્ડિંગ્સના યોગ્ય સ્વિચિંગ સાથે, ગૌણ તત્વ કાર્ય કરશે. એક અલગ ચળવળ, જેનું પગલું ખૂબ નાનું હોઈ શકે છે - મિલીમીટરના અપૂર્ણાંક સુધી. જ્યાં સેકન્ડરી સ્થિર હોય ત્યાં ઊંધી ડિઝાઇનનો વારંવાર ઉપયોગ થાય છે.

રેખીય સ્ટેપર મોટરની ગતિ દાંતના વિભાજન τ ના મૂલ્ય, m તબક્કાઓની સંખ્યા અને સ્વિચિંગ આવર્તન દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

ચળવળની ઊંચી ઝડપ મેળવવાથી મુશ્કેલીઓ ઊભી થતી નથી, કારણ કે ગિયર્સના વિભાજન અને આવર્તનમાં વધારો તકનીકી પરિબળો દ્વારા મર્યાદિત નથી. τ ના ન્યૂનતમ મૂલ્ય પર નિયંત્રણો અસ્તિત્વમાં છે, કારણ કે સ્ટેટર અને સેકન્ડરી વચ્ચેના અંતર સાથે પિચનો ગુણોત્તર ઓછામાં ઓછો 10 હોવો જોઈએ.

ડિસ્ક્રીટ ડ્રાઇવનો ઉપયોગ ફક્ત રેખીય એક-પરિમાણીય ગતિ કરતી મિકેનિઝમ્સની ડિઝાઇનને સરળ બનાવવા માટે જ નહીં, પરંતુ એક ડ્રાઇવનો ઉપયોગ કરીને બે અથવા બહુ-અક્ષ ગતિ પ્રાપ્ત કરવાનું પણ શક્ય બનાવે છે.જો મૂવેબલ ભાગના સ્ટેટર પર બે વિન્ડિંગ સિસ્ટમ્સ ઓર્થોગોનલી મૂકવામાં આવે છે, અને ગૌણ તત્વમાં બે લંબ દિશામાં ગ્રુવ્સ બનાવવામાં આવે છે, તો જંગમ તત્વ બે કોઓર્ડિનેટ્સમાં અલગ ચળવળ કરશે, એટલે કે. પ્લેનમાં ચળવળ પ્રદાન કરો.

આ કિસ્સામાં, જંગમ તત્વ માટે આધાર બનાવવાની સમસ્યા ઊભી થાય છે. તેને હલ કરવા માટે, હવાના ગાદીનો ઉપયોગ કરી શકાય છે - ફરતા તત્વો હેઠળની જગ્યામાં હવાનું દબાણ. લીનિયર સ્ટેપર મોટર્સ પ્રમાણમાં ઓછી થ્રસ્ટ અને ઓછી કાર્યક્ષમતા પૂરી પાડે છે. તેમના મુખ્ય એપ્લિકેશન ક્ષેત્રોમાં પ્રકાશ મેનિપ્યુલેટર, લાઇટ એસેમ્બલી મશીનો, માપન મશીનો, લેસર કટીંગ મશીનો અને અન્ય ઉપકરણો છે.