Moteur linéaire dynamique
De nombreux universitaires et instituts de recherche nationaux et internationaux ont étudié les moteurs linéaires dynamiques, mais la plupart d'entre eux sont axés sur l'optimisation de la structure et des matériaux des aimants permanents, de la structure générale du moteur, du circuit de commande et de la conception de la puce, associés à un contrôle efficace stratégies. champ. Cependant, peu de recherches ont été menées sur son rapport puissance / puissance et le délai entre le démarrage et l'état d'équilibre. Cette partie a fait l'objet d'une discussion approfondie sur cette partie.
Le moteur linéaire à bobine mobile peut convertir en continu le signal de tension d'entrée externe en un déplacement linéaire de mouvement linéaire alternatif, et peut générer une force électromagnétique d'environ 2,5 fois la même structure de taille. Il est largement utilisé avec une linéarité élevée et de petites caractéristiques d'hystérésis. attention. Cependant, pendant le mouvement de l'ensemble à bobine à une bobine de la structure classique, un courant de Foucault est facilement généré à l'intérieur du matériau magnétique, de sorte que la force électromagnétique générée par la bobine est réduite. Dans le même temps, en raison des caractéristiques d'impédance inhérentes au composant de bobine, le temps de réponse et la vitesse de réponse sont soumis à certaines limitations. Le développement de moteurs électromagnétiques à force de sortie élevée et de moteurs linéaires à bobine mobile à réponse élevée est une tendance dans le domaine du génie électrique.
À cette fin, cet article propose un nouveau type de moteur linéaire à bobine mobile à commande réversible dans les deux sens. Un nouveau type de combinaison de conversion de bobine, parallèle et parallèle est adopté pour la bobine sous tension, et le temps de réponse de charge des deux extrémités de la bobine est amélioré en modifiant la résistance et la constante de temps. La méthode de contrôle de modulation de largeur d’impulsion PWM est utilisée pour contrôler l’amplitude et la direction du courant de la bobine, ce qui permet non seulement d’obtenir un contrôle de commutation de moteur stable et non perturbé, mais également de réaliser la sortie de force électromagnétique élevée et les caractéristiques de réponse en fréquence élevée du dispositif.
Structure et principe
La structure du moteur linéaire du type à bobine mobile est telle que représentée sur la figure 1. Une pluralité d'aimants permanents annulaires sont disposés sur la circonférence de la paroi interne du boîtier et l'armature est située dans le corps d'aimant permanent permanent, et est fixé à une extrémité du boîtier par des vis. La bobine transportant le courant est enroulée autour de la bobine de la force électromagnétique et connectée à l’arbre de sortie, flotte à travers un entrefer entre l’aimant permanent et l’armature par une broche de guidage et est séparée de l’extérieur par un bol d’étanchéité.
Le principe de contrôle est illustré à la figure 3. Tout d'abord, la tension du signal d'entrée ui est traitée par l'amplificateur, puis chargée dans la bobine de contrôle. La bobine de commande transportant le courant ainsi que la bobine de bobine de force électromagnétique sont générés par la force électromagnétique Fcd dans le champ magnétique constant fourni par l'aimant permanent. Le déplacement xc est tel que le noyau est déplacé ensemble. La bobine détecte l'erreur de position par le capteur de déplacement puis la convertit en une tension de signal qui est compensée par le signal d'entrée ur sous la forme d'une tension de correction ue afin de garantir que la bobine reste dans la position correcte, le cas échéant. La magnitude et la direction de la force électromagnétique dépendent de la magnitude et de la direction du courant de commande i dans la bobine. La direction de la force électromagnétique Fcd est modifiée en modifiant la direction du signal de tension d'entrée, ce qui permet d'obtenir un mouvement bidirectionnel. De cette manière, le système est contrôlé en boucle fermée, ce qui améliore également la précision de son contrôle et sa vitesse de réponse.
La force électromagnétique Fcd est toujours proportionnelle au courant d'induit i et la force électromotrice induite E est toujours proportionnelle à la vitesse de déplacement vc. Les coefficients proportionnels sont appelés constante de force électromagnétique et constante de force électromotrice arrière, et les valeurs des deux sont légèrement différentes. L'effet de la réaction d'induit, mais sensiblement identique, est approximativement le produit de l'induction magnétique Bg de l'entrefer et de la longueur effective de l'enroulement la. De plus, il n’est pas nécessaire de changer de direction dans la plage de course et l’inductance de la bobine n’est fondamentalement pas modifiée dans la plage de course; le moteur linéaire du type à bobine mobile a donc une bonne contrôlabilité.
Conception de bobine combinée
La bobine est un composant clé du moteur linéaire à bobine mobile. Sa principale fonction est de convertir l'énergie électrique en énergie mécanique, largement utilisée dans le domaine de la commande d'actionneur. Actuellement, la méthode d’enroulement de bobine couramment utilisée est une méthode de combinaison d’une seule bobine, et la vitesse de réponse et la force électromagnétique sont limitées, et le rendement de conversion est faible, ce qui rend difficile la satisfaction des exigences en matière d’économie d’énergie, de protection de l’environnement, de rendement élevé et de haute vitesse. Dans cet article, la bobine d'origine est divisée en plusieurs sections de manière égale et utilisée en parallèle. Non seulement réduit considérablement le poids et la consommation d'énergie de la bobine, mais également la perte d'énergie matérielle, et peut répondre aux exigences d'une force électromagnétique élevée et d'une réactivité en haute fréquence.
Sous la même tension, un seul ensemble de circuits de composants en série de bobines mobiles peut réduire le temps de réponse et améliorer la vitesse de réponse, mais il est difficile de réaliser la force de sortie électromagnétique importante du dispositif. Ce n'est qu'en maintenant la longueur de la bobine dans le champ magnétique dans la bobine du circuit que l'on peut assurer la sortie d'une force électromagnétique importante du dispositif et que la longueur de la bobine alimentée dans le circuit peut être augmentée par le biais de la bobine parallèle. groupe pour augmenter la force électromagnétique, par rapport à l'opposé de la bobine unique. La force électromotrice n'augmente pas. La division uniforme et la connexion en parallèle de la bobine à bobine mobile peuvent réduire la résistance et l'inductance du dispositif, réduire la résistance et amplifier le courant, et améliorer considérablement la force électromagnétique émise par le dispositif; toutefois, l'inductance étant relativement trop petite, la réponse au moteur linéaire à bobine mobile n'est pas affectée. Gros.
Si le courant de passage est trop important, le champ magnétique généré interagit avec le champ magnétique de l'entrefer, ce qui entraîne une limitation non linéaire du champ magnétique. un courant important est passé pendant une longue période et la température de travail augmente rapidement pour causer des dommages thermiques, et la durée de fonctionnement et la durée de vie du moteur sont limitées; l'inductance de la bobine La présence du courant de fonctionnement est toujours facile à atteindre.
en conclusion
Sous les mêmes conditions de fonctionnement en tension, comparé à l’ensemble de bobines mobiles en série, l’ensemble de bobines mobiles à groupe unique présente une faible résistance de circuit et une petite inductance, ce qui peut réduire le temps de réponse et améliorer la vitesse de réponse. grande sortie de force électromagnétique de l'appareil. Ce n'est qu'en maintenant la longueur de la bobine dans le champ magnétique dans la bobine du circuit que l'on peut assurer la grande force électromagnétique du dispositif, et que la longueur de la bobine alimentée dans le circuit est augmentée du fait du groupe de bobines parallèle augmenter la force électromagnétique, et la force électromotrice arrière de la bobine unique n'est pas augmentée. Dans cet article, il est vérifié que l’assemblage de la bobine divisée de manière uniforme est conçu en parallèle et que la réponse progressive du déplacement atteint environ 1 mm, ce qui passe de plus de 14,6 ms à moins de 9,94 ms et la vitesse de réponse est supérieure à doublé. La force électromagnétique est de 10,8N. En passant à 93,2 N, l’accélération a également été multipliée par 8. Combiné au mode de contrôle PWM, il est possible de contrôler la réponse en fréquence supérieure. Le temps de réponse de la force électromagnétique atteignant la valeur maximale est réduit à 0,688 ms, ce qui améliore considérablement les caractéristiques de réponse haute fréquence de tout le dispositif et permet d'obtenir un temps de réponse de sortie court et une force électromagnétique importante. Caractéristiques. Le moteur linéaire du type à bobine mobile peut être largement appliqué à divers types de systèmes de commande automatique nécessitant une vitesse de réponse élevée, tels que les produits de commande numérique du type à entraînement direct, et a de bonnes perspectives.
