Что такое линейный двигатель?

Что такое линейный двигатель?

В металлообрабатывающей промышленности линейный двигатель по определению представляет собой электродвигатель, статор и ротор которого развернуты, поэтому вместо излучения крутящего момента (т.е. вращения) линейный двигатель может создавать линейную силу по своей длине. Важно отметить, что хотя сила линейна, линейные двигатели не всегда линейны.

Разработка

Развитие линейных двигателей можно проследить до 1840-х годов в Соединенном Королевстве. В практических приложениях существует возможный линейный асинхронный двигатель, используемый для привода поездов и лифтов в Соединенных Штатах. Позже немецкий инженер построил рабочую модель в 1930-х годах. Затем, в конце 1940-х годов, была построена первая полномасштабная рабочая модель.

Примерно через столетие разработка линейных двигателей началась с концепции, которую затем продвигали многие талантливые изобретатели и инженеры в истории, а затем применяли в промышленности. Все эти линейные двигатели являются линейными двигателями с малым ускорением.

По сравнению с концепцией двигателей BLDC

Другим распространенным типом по сравнению с линейными двигателями являются двигатели BLDC. Двигатель BLDC представляет собой синхронный двигатель, приводимый в действие постоянным током через инвертор, который посылает переменный ток для возбуждения каждой фазы двигателя через контроллер с обратной связью. В то же время контроллер подает импульсы тока на обмотки двигателя для управления крутящим моментом и скоростью двигателя. Вообще говоря, структура бесщеточного двигателя похожа на синхронный двигатель с постоянными магнитами (сокращенно PMSM), и первый можно рассматривать как вентильный реактивный двигатель или асинхронный двигатель, но не как синхронный двигатель.

Преимущества BLDC

Что касается преимуществ бесщеточных двигателей по сравнению с щеточными двигателями, первая конструкция имеет более высокое отношение мощности к весу, более высокую скорость, лучшее электронное управление и более низкие затраты на техническое обслуживание. Благодаря этим преимуществам бесщеточные двигатели постоянного тока широко используются во многих научных приложениях. Например, бесщеточные серводвигатели (постоянного и переменного тока) широко используются в робототехнике.

В последнее время широко используются также серводвигатели переменного тока, поскольку управление становится проще, чем раньше, и они все еще могут выдерживать более высокий крутящий момент. С появлением двигателей BLDC промышленные роботы-манипуляторы теперь могут перемещать тяжелые объекты с высокой точностью, но с меньшими затратами, чем другие альтернативные решения. Поэтому в промышленности многие роботы-манипуляторы оснащены бесщеточными двигателями постоянного тока, что обеспечивает наилучшее качество продукции для производственной линии. Двигатели BLDC можно использовать в самых разных областях промышленности, и манипуляторы — лишь одна из них.

Двигатель BLDC, используемый в линейных двигателях

Линейные двигатели — это устройства, которые могут производить линейное движение без системы передачи. Обычные системы трансмиссии требуют множества компонентов, таких как рейки и шестерни, шарико-винтовые пары, кулачки и т. д.

В роторном двигателе необходимы все вышеперечисленные компоненты. Техническая конструкция бесщеточного линейного двигателя постоянного тока представляет собой щелевой статор с магнитными зубьями и подвижным приводом. Приводы обычно имеют постоянные магниты и обмотки катушек. Чтобы получить линейное движение, контроллер двигателя притягивает обмотки катушки в приводе, что вызывает активацию магнитного поля, таким образом достигая идеального линейного эффекта.

Промышленная тенденция линейного двигателя

В настоящее время в области автоматизации и потребляемых электроприборов 3C производители, как правило, приобретают обрабатывающие центры с манипулятором для достижения более широкого спектра применений. Станок является самым основным активом производителя и играет жизненно важную роль в определении качества продукции. Линейные двигатели, манипулятор робота и другое оборудование автоматизации на станке могут повысить производительность и эффективность.

BLDC выделяется

После изобретения обрабатывающего центра и системы программного управления (ЧПУ, ЧПУ) стандарты обработки стали более строгими, чем раньше. В дополнение к обрабатывающим центрам с ЧПУ существуют токарные центры с ЧПУ, фрезерные станки с ЧПУ, резьбонарезные и фрезерные центры с ЧПУ, сверлильные и фрезерные станки с ЧПУ и другое специализированное оборудование, которое можно интегрировать с автоматизированными системами или полуавтоматическими системами.