في فترة 1840 نفسها ، بدأ تطوير محرك الحث الخطي بواسطة تشارلز ويتستون في لندن ، لكن هذا يبدو غير عملي. بينما في عام 1935 ، تم تطوير نموذج التشغيل بواسطة Hermann Kemper ، وتم تقديم إصدار التشغيل بالحجم الكامل بواسطة Eric في عام 1940. ثم بعد ذلك ، تم استخدام هذا الجهاز في العديد من التطبيقات في العديد من الصناعات. توضح هذه المقالة بوضوح الخطية المحرك التعريفي ، مبدأ عملها ، الأداء ، التصميم ، البناء ، المزايا والعيوب والتطبيقات الرئيسية. دعونا نتعمق في المفهوم.
ما هو المحرك التحريضي الخطي؟
يتم اختصار المحرك التحريضي الخطي إلى LIM وهذا هو الإصدار المحسن من المحرك الحثي الدوار حيث يكون الناتج عبارة عن حركة انتقالية خطية بدلاً من الحركة الدورانية. يولد هذا الجهاز حركة خطية وقوة بخلاف عزم الدوران. تصميم ووظيفة الخطي الحث يمكن عرض المحرك في الشكل أدناه عن طريق إنشاء قطع بشكل جذري في الحث الدوار وبالتالي تسوية المقطع.
الناتج هو الجزء الثابت المستوي أو الجانب العلوي الذي يحتوي على صفائح مطلية بالحديد حيث تحمل أعمدة متعددة ثلاثية الطور لها موصلات في 900زوايا لاتجاه الحركة. كما أنه يتكون من نوع ملف مغلق السنجاب بينما يتم تضمينه بشكل عام مع لوح مصنوع من الألمنيوم أو النحاس الذي لا نهاية له والذي يتم الاحتفاظ به على دعامة حديدية صلبة مطلية.
بغض النظر عن اسم الجهاز ، لا تولد جميع محركات الحث الخطي حركة خطية ، حيث يتم استخدام القليل من الأجهزة التي يولدها لتسليم الثورات بأقطار كبيرة واستخدام الأقسام الأولية اللانهائية يكون أكثر تكلفة.
تصميم
البناء الأساسي و تصميم المحرك التعريفي الخطي تقابل تقريبا نفس ثلاث مراحل الحث المحرك ، على الرغم من أنه لا يبدو مثل محرك الحث العادي. عندما يتم تشكيل قطع في الجزء الثابت للمحرك الحثي متعدد الأطوار ويوضع على سطح مستو ، فإن هذا يخلق القسم الأساسي من المحرك التحريضي الخطي. بالطريقة نفسها ، عندما يتشكل نظام التشغيل المقطوع في الجزء الدوار للمحرك الحثي متعدد الأطوار ويوضع على سطح مستو ، فإن هذا يخلق القسم الثانوي من المحرك الحثي الخطي.
بناء المحرك التعريفي الخطي بالإضافة إلى ذلك ، يوجد نموذج آخر للمحرك التحريضي الخطي يتم استخدامه لتحسين الأداء وهذا يسمى DLIM وهو محرك الحث الخطي على الوجهين. يحتوي هذا النموذج على قسم أساسي يتم وضعه في نهاية أخرى للقسم الثانوي. يستخدم هذا التصميم لتعزيز استخدام التدفق على كلا الجانبين الأولي والثانوي. هذا ال بناء محرك تحريضي خطي .
مبدأ العمل للمحرك الحثي الخطي
يقدم القسم أدناه شرحًا واضحًا لـ عمل المحرك التعريفي الخطي .
هنا ، عندما يتم تنشيط القسم الأساسي للمحرك باستخدام طاقة ثلاثية الطور متوازنة ، ستكون هناك حركة تدفق عبر طول القسم الأساسي. هذه الحركة الخطية للمجال المغناطيسي تساوي المجال المغناطيسي الدوار في الجزء الثابت للمحرك الحثي ثلاثي الطور.
مع هذا ، سيكون هناك تحريض للتيار الكهربائي في موصلات الملف الثانوي بسبب الحركة المقارنة بين الموصل و حركة التدفق . يرتبط التيار المستحث بحركة التدفق لتوليد إما قوة دفع خطية ويظهر ذلك من خلال
مقابل = 2tfs م / ثانية
عندما يكون القسم الأساسي ثابتًا ويكون القسم الثاني لديه حركة ، فإن القوة تسحب القسم الثانوي في اتجاهه نفسه وينتج عن ذلك توليد حركة مستقيمة ضرورية. عندما يتم توفير مصدر طاقة للنظام ، فإن الحقل المتولد سيوفر مجالًا متحركًا خطيًا حيث يتم تمثيل السرعة وفقًا للمعادلة المذكورة أعلاه.
في المعادلة ، يتوافق 'fs' مع مقدار قياس تردد العرض بوحدة هرتز
يتوافق 'V' مع المجال المتحرك الخطي المقاس بالمتر / الثانية
't' يتوافق مع درجة حرارة القطب الخطي مما يعني أن المسافة بين القطب والقطب مقاسة بالأمتار
V = (1-s) مقابل
بالتوافق مع نفس التبرير ، في حالة المحرك التعريفي ، لا يحتفظ العداء الثانوي بنفس سرعة قيمة سرعة حقل مغناطيسي . وبسبب هذا ، هناك زلة.
ال مخطط المحرك التعريفي الخطي يظهر على النحو التالي:
خصائص المحرك التحريضي الخطي
بعض خصائص LIM هي:
تأثير النهاية
على عكس نوع الحث الدائري للمحرك ، فإن LIM لها خاصية تسمى 'End Effect'. يتكون التأثير النهائي من الكفاءة وخسائر الأداء التي تنتج عن الطاقة المغناطيسية التي يتم نقلها وإسقاطها في نهاية القسم الأساسي من خلال الحركة النسبية للقسمين الأولي والثانوي.
فقط مع القسم الثانوي ، يبدو أن وظائف الجهاز مماثلة للآلة الدوارة ، والتي تتطلب أن يكون هناك قطبان متباعدان تقريبًا ولكن مع الحد الأدنى من التخفيض الأولي في الدفع والذي يحدث عند الانزلاق المنخفض لا يزال إما 8 أو أكثر أقطاب أطول. مع وجود تأثيرات نهائية ، لا تمتلك أجهزة LIM القدرة على تشغيل الضوء ، في حين أن النوع العام من المحركات الحثية يتمتع بهذه القدرة على تشغيل المحرك ذي المجال المتزامن الأقرب في ظل ظروف تحميل أقل. في مقابل ذلك ، يولد التأثير النهائي خسائر مقابلة لها محركات خطية.
دفع
محرك الأقراص الذي تسببه أجهزة LIM هو تقريبًا نفس محرك المحركات الحثية العامة. تمثل قوى الدفع هذه تقريبًا منحنى مميزًا مماثلًا للانزلاق ، على الرغم من تعديلها بواسطة تأثيرات النهاية. ويسمى هذا أيضًا بجهد الجر. هو مبين من قبل
F = Pg / Vs تقاس بالنيوتن
استرفاع
علاوة على ذلك ، على عكس المحرك الدوار ، تمتلك أجهزة LIM قوة رفع ديناميكية كهروديناميكية والتي لا تحتوي على قراءة عند الانزلاق '0' وهذا يولد مقدارًا ثابتًا تقريبًا من الفجوة عندما يتحسن الانزلاق في أي من الاتجاهين. يحدث هذا فقط في المحركات أحادية الجانب ولن تحدث هذه الخاصية بشكل عام عند استخدام صفيحة حديدية داعمة للقسم الثانوي لأن هذا يخلق جاذبية تتغلب على ضغط الرفع.
تأثير الحافة المستعرضة
تُظهر محركات الحث الخطي أيضًا تأثير الحافة المستعرضة وهو أن المسارات الحالية الموجودة في نفس اتجاه الحركة تتسبب في حدوث خسائر وبسبب هذه المسارات ، سيكون هناك انخفاض في الدفع الفعال. بسبب تأثير الحافة المستعرضة هذا يحدث.
أداء
ال أداء المحرك التحريضي الخطي يمكن أن تُعرف بالنظرية الموضحة أدناه حيث يتم تمثيل سرعة التزامن للموجة المتحركة
مقابل = 2f (لب القطب الخطي) ......... م / ث
يتوافق 'f' مع التردد المزود المُقاس بالهرتز
في حالة المحرك الحثي الدوار ، تكون سرعة القسم الثانوي في LIM أقل من سرعة التواقت وتعطى بواسطة
Vr = Vs (1-s) ، 's' هي زلة LIM وهي كذلك
S = (Vs - Vr) / Vs
القوة الخطية معطاة
F = قوة فجوة الهواء / Vs
يتطابق شكل منحنى سرعة الدفع لـ LIM تقريبًا مع شكل منحنى عزم الدوران للسرعة v / s للمحرك الحثي الدوار. عندما تكون هناك مقارنة بين LIM والمحرك الحثي الدوار ، فإن المحرك الحثي الخطي يحتاج إلى فجوة هوائية متزايدة وبسبب هذا ، سيكون هناك تيار ممغنط متزايد وستكون عوامل مثل الأداء وعامل الطاقة ضئيلة.
في حالة RIM ، تكون مساحة الجزء الثابت وأجزاء الجزء الدوار متشابهة ، بينما في LIM يكون أحدهما أقصر من القسم الآخر. عند السرعة الثابتة ، سيكون للقسم الأقصر ممر مستمر من المقطع الآخر.
المميزات والعيوب
ال مزايا المحرك التعريفي الخطي نكون:
الفوائد الأساسية لـ LIM هي:
- لا توجد قوى جذب مغناطيسية في وقت التجميع. نظرًا لعدم احتواء أجهزة LIM على مغناطيس دائم ، لا توجد قوة جذب في وقت تجميع النظام.
- تتميز المحركات الحثية الخطية أيضًا بميزة السفر لمسافات طويلة. يتم تنفيذ هذه الأجهزة بشكل أساسي للتطبيقات الطويلة لأن الأقسام الثانوية غير مضمنة بالمغناطيس الدائم. يسمح عدم وجود مغناطيس في القسم الثاني بأن تكون هذه الأجهزة غير مكلفة لأن سعر الجهاز يكمن بشكل أساسي في تطوير مسار مغناطيسي.
- مفيدة بشكل فعال للأغراض الشاقة. تُستخدم محركات الحث الخطي بشكل أساسي في ظروف المحرك الخطي عالي الضغط حيث تكون موجودة مع معدلات قوة ثابتة تبلغ 25 جم تقريبًا من التسارع وبعض مئات الجنيهات.
ال عيوب المحرك التعريفي الخطي نكون:
- يعتبر بناء أجهزة LIM أمرًا معقدًا إلى حد ما لأنها تتطلب خوارزميات تحكم معقدة.
- زادت هذه قوى الجذب في وقت العملية.
- لا يظهر أي قوة في وقت التوقف.
- الحجم المادي المعزز للجهاز يعني أن حجم العبوة أكبر.
- يتطلب المزيد من القوة للوظائف. بالمقارنة مع المحركات الخطية ذات المغناطيس الدائم ، تكون الكفاءة أقل وتولد المزيد من الحرارة. هذا يحتاج أيضًا إلى أجهزة تبريد بالماء ليتم تضمينها في البناء.
تطبيقات محرك الحث الخطي
يمكن العثور على الاستخدام الحصري لمحركات الحث الخطي في تطبيقات مثل
- سيور ناقلة معدنية
- معدات التحكم الميكانيكية
- مشغلات قواطع دوائر عالية السرعة
- تطبيقات تعزيز المكوك
بشكل عام ، هذا كله يتعلق بمفهوم المحركات الحثية الخطية. قدمت هذه المقالة شرحًا واضحًا لمبادئ المحرك التحريضي الخطي ، والتصميم ، والعمل ، والاستخدامات ، والفوائد ، والعيوب. من الضروري أيضًا معرفة كيفية سرعة القطب v / s الخصائص في المحرك التعريفي الخطي نفذ؟
