उपलब्ध असलेल्या विविध रेखीय मोटर्सवर एक नजर आणि तुमच्या अर्जासाठी इष्टतम प्रकार कसा निवडावा.
खालील लेख उपलब्ध विविध प्रकारच्या रेखीय मोटर्सचे विहंगावलोकन आहे, ज्यामध्ये त्यांच्या ऑपरेशनची तत्त्वे, कायम चुंबकांच्या विकासाचा इतिहास, रेखीय मोटर्ससाठी डिझाइन पद्धती आणि प्रत्येक प्रकारच्या रेखीय मोटरचा वापर करून औद्योगिक क्षेत्रांचा समावेश आहे.
रेखीय मोटर तंत्रज्ञान हे असू शकते: लिनियर इंडक्शन मोटर्स (LIM) किंवा परमनंट मॅग्नेट लिनियर सिंक्रोनस मोटर्स (PMLSM).पीएमएलएसएम लोह कोर किंवा लोहरहित असू शकते.सर्व मोटर्स सपाट किंवा ट्यूबलर कॉन्फिगरेशनमध्ये उपलब्ध आहेत.हिविन 20 वर्षांपासून रेखीय मोटर डिझाइन आणि उत्पादनात आघाडीवर आहे.
लिनियर मोटर्सचे फायदे
रेखीय मोशन प्रदान करण्यासाठी रेखीय मोटरचा वापर केला जातो, म्हणजे, दिलेल्या पेलोडला निर्देशित प्रवेग, वेग, प्रवास अंतर आणि अचूकता येथे हलवणे.रेखीय मोटर चालविल्याशिवाय इतर सर्व मोशन तंत्रज्ञान हे रोटरी मोशनला रेखीय गतीमध्ये रूपांतरित करण्यासाठी काही प्रकारचे यांत्रिक ड्राइव्ह आहेत.अशा मोशन सिस्टम बॉल स्क्रू, बेल्ट किंवा रॅक आणि पिनियनद्वारे चालविल्या जातात.या सर्व ड्राईव्हचे सर्व्हिस लाइफ रोटरी मोशनला रेखीय गतीमध्ये रूपांतरित करण्यासाठी वापरल्या जाणार्‍या यांत्रिक घटकांच्या परिधानांवर अवलंबून असते आणि ते तुलनेने लहान असते.
रेखीय मोटर्सचा मुख्य फायदा म्हणजे कोणत्याही यांत्रिक प्रणालीशिवाय रेखीय गती प्रदान करणे कारण हवा हे प्रसारण माध्यम आहे, म्हणून रेखीय मोटर्स अनिवार्यपणे घर्षणरहित ड्राइव्ह आहेत, सैद्धांतिकदृष्ट्या अमर्यादित सेवा जीवन प्रदान करतात.रेखीय गती निर्माण करण्यासाठी कोणतेही यांत्रिक भाग वापरले जात नसल्यामुळे, बॉल स्क्रू, बेल्ट किंवा रॅक आणि पिनियन सारख्या इतर ड्राइव्हला गंभीर मर्यादा येतात तेथे खूप उच्च प्रवेग शक्य आहे.
लिनियर इंडक्शन मोटर्स
आकृती क्रं 1
लिनियर इंडक्शन मोटर (LIM) हा पहिला शोध लावला होता (यूएस पेटंट 782312 - अल्फ्रेड झेहडेन 1905 मध्ये).यामध्ये इलेक्ट्रिकल स्टीलच्या लॅमिनेशनचा स्टॅक आणि थ्री-फेज व्होल्टेजद्वारे पुरविलेल्या तांब्याच्या कॉइल्सची अनेकता आणि स्टील प्लेट आणि तांबे किंवा अॅल्युमिनियम प्लेट यांनी बनविलेले "दुय्यम" बनलेले "प्राथमिक" असते.
जेव्हा प्राथमिक कॉइल ऊर्जावान होते तेव्हा दुय्यम चुंबकीय बनते आणि दुय्यम कंडक्टरमध्ये एडी प्रवाहांचे क्षेत्र तयार होते.हे दुय्यम फील्ड नंतर शक्ती निर्माण करण्यासाठी प्राथमिक बॅक ईएमएफशी संवाद साधेल.गतीची दिशा फ्लेमिंगच्या डाव्या हाताच्या नियमाचे पालन करेल म्हणजे;गतीची दिशा विद्युत् प्रवाहाच्या दिशेला आणि फील्ड/फ्लक्सच्या दिशेला लंब असेल.
अंजीर 2
लीनियर इंडक्शन मोटर्स अतिशय कमी किमतीचा फायदा देतात कारण दुय्यम कोणतेही स्थायी चुंबक वापरत नाहीत.NdFeB आणि SmCo कायम चुंबक खूप महाग आहेत.रेखीय इंडक्शन मोटर्स त्यांच्या दुय्यमतेसाठी अतिशय सामान्य साहित्य, (स्टील, अॅल्युमिनियम, तांबे) वापरतात आणि पुरवठ्याचा हा धोका दूर करतात.
तथापि, रेखीय इंडक्शन मोटर्स वापरण्याची नकारात्मक बाजू म्हणजे अशा मोटर्ससाठी ड्राइव्हची उपलब्धता.कायम चुंबक रेषीय मोटर्ससाठी ड्राइव्ह शोधणे खूप सोपे असले तरी, रेखीय इंडक्शन मोटर्ससाठी ड्राइव्ह शोधणे खूप कठीण आहे.
अंजीर 3
कायम चुंबक रेखीय सिंक्रोनस मोटर्स
पर्मनंट मॅग्नेट लीनियर सिंक्रोनस मोटर्स (PMLSM) मध्ये मूलत: रेखीय इंडक्शन मोटर्स सारख्याच प्राथमिक असतात (म्हणजे, इलेक्ट्रिकल स्टीलच्या लॅमिनेशनच्या स्टॅकवर बसवलेले कॉइलचा संच आणि तीन-फेज व्होल्टेजने चालवलेला).दुय्यम वेगळे.
स्टीलच्या प्लेटवर बसवलेल्या अॅल्युमिनियम किंवा तांब्याच्या प्लेटऐवजी, दुय्यम हे स्टीलच्या प्लेटवर बसवलेल्या कायम चुंबकाने बनलेले असते.आकृती 3 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे प्रत्येक चुंबकाची चुंबकीकरणाची दिशा मागील दिशेने बदलेल.
कायम चुंबक वापरण्याचा स्पष्ट फायदा म्हणजे दुय्यम मध्ये कायमस्वरूपी फील्ड तयार करणे.प्राथमिक फील्ड आणि दुय्यम फील्डच्या परस्परसंवादाने इंडक्शन मोटरवर बल निर्माण होते हे आपण पाहिले आहे जे मोटर एअरगॅपद्वारे दुय्यममध्ये एडी करंटचे फील्ड तयार केल्यानंतरच उपलब्ध होते.यामुळे "स्लिप" नावाचा विलंब होईल आणि दुय्यम गती प्राथमिकला पुरवलेल्या प्राथमिक व्होल्टेजशी समक्रमित होणार नाही.
या कारणास्तव, इंडक्शन लिनियर मोटर्सना "असिंक्रोनस" म्हणतात.कायम चुंबक रेषीय मोटरवर, दुय्यम गती नेहमीच प्राथमिक व्होल्टेजसह समक्रमित असेल कारण दुय्यम फील्ड नेहमीच उपलब्ध असते आणि कोणत्याही विलंबाशिवाय.या कारणास्तव, कायम रेखीय मोटर्सना "सिंक्रोनस" म्हणतात.
पीएमएलएसएमवर विविध प्रकारचे स्थायी चुंबक वापरले जाऊ शकतात.गेल्या 120 वर्षांत, प्रत्येक सामग्रीचे गुणोत्तर बदलले आहे.आजपर्यंत, PMLSMs NdFeB चुंबक किंवा SmCo चुंबक वापरत आहेत परंतु बहुसंख्य NdFeB चुंबक वापरत आहेत.अंजीर 4 कायम चुंबकाच्या विकासाचा इतिहास दर्शविते.
अंजीर 4
मेगागॉस-ओरस्टेड, (MGOe) मधील त्याच्या ऊर्जा उत्पादनाद्वारे चुंबकाची ताकद दर्शविली जाते.ऐंशीच्या दशकाच्या मध्यापर्यंत फक्त स्टील, फेराइट आणि अल्निको उपलब्ध होते आणि अत्यंत कमी ऊर्जा उत्पादने पुरवत होते.SmCo चुंबक 1960 च्या दशकाच्या सुरुवातीस कार्ल स्ट्र्नॅट आणि अल्डेन रे यांच्या कामावर आधारित विकसित केले गेले आणि नंतर साठच्या दशकाच्या उत्तरार्धात त्यांचे व्यावसायिकीकरण झाले.
अंजीर 5
SmCo चुंबकांचे उर्जा उत्पादन सुरुवातीला अल्निको चुंबकाच्या उर्जा उत्पादनाच्या दुप्पट होते.1984 मध्ये जनरल मोटर्स आणि सुमितोमो यांनी स्वतंत्रपणे NdFeB चुंबक विकसित केले, निओडायनियम, लोह आणि बोरॉन यांचे संयुग.SmCo आणि NdFeB चुंबकांची तुलना आकृती 5 मध्ये दर्शविली आहे.
NdFeB चुंबक SmCo चुंबकांपेक्षा खूप जास्त शक्ती विकसित करतात परंतु उच्च तापमानास जास्त संवेदनशील असतात.SmCo चुंबक देखील गंज आणि कमी तापमानास जास्त प्रतिरोधक असतात परंतु ते अधिक महाग असतात.जेव्हा ऑपरेटिंग तापमान चुंबकाच्या कमाल तपमानापर्यंत पोहोचते तेव्हा चुंबक डिमॅग्नेटाइझ होऊ लागते आणि हे डिमॅग्नेटायझेशन अपरिवर्तनीय असते.चुंबक हरवलेल्या चुंबकीकरणामुळे मोटर शक्ती गमावेल आणि चष्मा पूर्ण करू शकणार नाही.जर चुंबक जास्तीत जास्त तापमानाच्या 100% खाली कार्यरत असेल तर त्याची शक्ती जवळजवळ अनिश्चित काळासाठी संरक्षित केली जाईल.
SmCo मॅग्नेटच्या जास्त किमतीमुळे, NdFeB चुंबक हे बहुतांश मोटर्ससाठी योग्य पर्याय आहेत, विशेषत: उपलब्ध उच्च शक्ती लक्षात घेता.तथापि, काही अनुप्रयोगांसाठी जेथे ऑपरेटिंग तापमान खूप जास्त असू शकते, कमाल ऑपरेटिंग तापमानापासून दूर राहण्यासाठी SmCo चुंबक वापरणे श्रेयस्कर आहे.
लिनियर मोटर्सची रचना
एक रेखीय मोटर सामान्यतः मर्यादित घटक इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक सिम्युलेशनद्वारे डिझाइन केली जाते.लॅमिनेशन स्टॅक, कॉइल्स, मॅग्नेट आणि मॅग्नेटला आधार देणारी स्टील प्लेट यांचे प्रतिनिधित्व करण्यासाठी 3D मॉडेल तयार केले जाईल.हवेचे मॉडेल मोटरच्या आसपास तसेच एअरगॅपमध्ये केले जाईल.मग सर्व घटकांसाठी सामग्रीचे गुणधर्म प्रविष्ट केले जातील: चुंबक, इलेक्ट्रिकल स्टील, स्टील, कॉइल आणि हवा.नंतर H किंवा P घटक वापरून एक जाळी तयार केली जाईल आणि मॉडेल सोडवले जाईल.नंतर मॉडेलमधील प्रत्येक कॉइलवर विद्युतप्रवाह लागू केला जातो.
अंजीर. 6 सिम्युलेशनचे आउटपुट दाखवते जेथे टेस्लामधील फ्लक्स प्रदर्शित होतो.सिम्युलेशनसाठी व्याजाचे मुख्य उत्पादन मूल्य अर्थातच मोटर फोर्स आहे आणि ते उपलब्ध असेल.कॉइलचे शेवटचे वळण कोणतेही बल निर्माण करत नसल्यामुळे, मोटरचे 2D मॉडेल (DXF किंवा इतर स्वरूप) वापरून 2D सिम्युलेशन चालवणे देखील शक्य आहे ज्यामध्ये लॅमिनेशन, मॅग्नेट आणि मॅग्नेटला आधार देणारी स्टील प्लेट समाविष्ट आहे.अशा 2D सिम्युलेशनचे आउटपुट 3D सिम्युलेशनच्या अगदी जवळ असेल आणि मोटर शक्तीचे मूल्यांकन करण्यासाठी पुरेसे अचूक असेल.
अंजीर 6
3D किंवा 2D मॉडेलद्वारे रेखीय इंडक्शन मोटर त्याच प्रकारे तयार केली जाईल परंतु PMLSM पेक्षा सोडवणे अधिक क्लिष्ट असेल.याचे कारण असे की PMLSM दुय्यम चे चुंबकीय प्रवाह चुंबक गुणधर्म प्रविष्ट केल्यानंतर त्वरित मॉडेल केले जाईल, म्हणून मोटर शक्तीसह सर्व आउटपुट मूल्ये प्राप्त करण्यासाठी फक्त एक समाधान आवश्यक असेल.
तथापि, इंडक्शन मोटरच्या दुय्यम प्रवाहाला क्षणिक विश्लेषणाची आवश्यकता असेल (म्हणजे दिलेल्या वेळेच्या अंतराने अनेक निराकरणे) जेणेकरून LIM दुय्यमचे चुंबकीय प्रवाह तयार करता येईल आणि त्यानंतरच बल प्राप्त करता येईल.इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फिनाइट एलिमेंट सिम्युलेशनसाठी वापरल्या जाणार्‍या सॉफ्टवेअरमध्ये क्षणिक विश्लेषण चालवण्याची क्षमता असणे आवश्यक आहे.
रेखीय मोटर स्टेज
अंजीर 7
हिविन कॉर्पोरेशन घटक स्तरावर रेखीय मोटर्स पुरवते.या प्रकरणात, फक्त रेखीय मोटर आणि दुय्यम मॉड्यूल वितरित केले जातील.पीएमएलएसएम मोटरसाठी, दुय्यम मॉड्यूल्समध्ये वेगवेगळ्या लांबीच्या स्टील प्लेट्स असतील ज्याच्या वर कायमस्वरूपी चुंबक एकत्र केले जातील.चित्र 7 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे हिविन कॉर्पोरेशन पूर्ण टप्पे देखील पुरवते.
अशा स्टेजमध्ये फ्रेम, रेखीय बियरिंग्ज, मोटर प्राइमरी, दुय्यम चुंबक, ग्राहकाला त्याचा पेलोड जोडण्यासाठी एक कॅरेज, एन्कोडर आणि केबल ट्रॅक यांचा समावेश होतो.रेखीय मोटर स्टेज डिलिव्हरीनंतर सुरू होण्यासाठी आणि जीवन सुलभ करण्यासाठी तयार असेल कारण ग्राहकाला स्टेज डिझाइन आणि तयार करण्याची आवश्यकता नाही, ज्यासाठी तज्ञ ज्ञान आवश्यक आहे.
रेखीय मोटर स्टेज सेवा जीवन
रेखीय मोटर स्टेजचे सेवा आयुष्य बेल्ट, बॉल स्क्रू किंवा रॅक आणि पिनियनद्वारे चालविलेल्या स्टेजपेक्षा बरेच मोठे आहे.अप्रत्यक्षपणे चालविलेल्या टप्प्यांचे यांत्रिक घटक सामान्यत: घर्षण आणि पोशाखांमुळे अयशस्वी होणारे पहिले घटक असतात ज्यांना ते सतत उघड करतात.रेखीय मोटर स्टेज ही यांत्रिक संपर्क किंवा परिधान नसलेली थेट ड्राइव्ह आहे कारण प्रसारण माध्यम हवा आहे.म्हणून, रेखीय मोटर स्टेजवर अयशस्वी होणारे एकमेव घटक म्हणजे रेखीय बियरिंग्ज किंवा मोटर स्वतः.
रेखीय बियरिंग्जमध्ये सामान्यतः खूप दीर्घ सेवा जीवन असते कारण रेडियल लोड खूप कमी असतो.मोटरचे सेवा जीवन सरासरी चालू तापमानावर अवलंबून असेल.आकृती 8 तापमानाचे कार्य म्हणून मोटर इन्सुलेशनचे जीवन दर्शवते.नियम असा आहे की सेवा आयुर्मान प्रत्येक 10 अंश सेल्सिअससाठी अर्धे केले जाईल जे चालू तापमान रेट केलेल्या तापमानापेक्षा जास्त असेल.उदाहरणार्थ, मोटर इन्सुलेशन वर्ग F 120°C च्या सरासरी तापमानात 325,000 तास चालेल.
त्यामुळे, असे अंदाज आहे की जर मोटर कंझर्व्हेटिव्ह पद्धतीने निवडली गेली असेल तर रेखीय मोटर स्टेजचे सर्व्हिस लाइफ 50+ वर्षे असेल, असे सर्व्हिस लाइफ जे बेल्ट, बॉल स्क्रू किंवा रॅक आणि पिनियन चालित स्टेजद्वारे कधीही प्राप्त केले जाऊ शकत नाही.
अंजीर 8
लिनियर मोटर्ससाठी अर्ज
लीनियर इंडक्शन मोटर्स (LIM) बहुतेक लांब प्रवासाच्या लांबीच्या ऍप्लिकेशन्समध्ये वापरल्या जातात आणि जिथे खूप उच्च गतीची आवश्यकता असते.लीनियर इंडक्शन मोटर निवडण्याचे कारण म्हणजे दुय्यम ची किंमत पीएमएलएसएम वापरण्यापेक्षा खूपच कमी असेल आणि खूप जास्त वेगाने रेखीय इंडक्शन मोटरची कार्यक्षमता खूप जास्त आहे, त्यामुळे थोडी उर्जा गमावली जाईल.
उदाहरणार्थ, EMALS (इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक लॉन्च सिस्टीम), विमान वाहकांवर विमान प्रक्षेपित करण्यासाठी वापरल्या जाणार्‍या लिनियर इंडक्शन मोटर्स वापरतात.यूएसएस गेराल्ड आर. फोर्ड विमानवाहू जहाजावर अशी पहिली रेखीय मोटर यंत्रणा बसवण्यात आली.ही मोटर 91 मीटरच्या ट्रॅकवर 45,000 किलो वजनाच्या विमानाला 240 किमी/ताशी वेग देऊ शकते.
मनोरंजन पार्क राइड्सचे दुसरे उदाहरण.यापैकी काही प्रणालींवर स्थापित केलेल्या रेखीय इंडक्शन मोटर्स 3 सेकंदात 0 ते 100 किमी/ता पर्यंत खूप उच्च पेलोड्सचा वेग वाढवू शकतात.लिनियर इंडक्शन मोटर स्टेज RTU, (रोबोट ट्रान्सपोर्ट युनिट्स) वर देखील वापरले जाऊ शकतात.बहुतेक RTUs रॅक आणि पिनियन ड्राइव्ह वापरत आहेत परंतु एक रेखीय इंडक्शन मोटर उच्च कार्यप्रदर्शन, कमी खर्च आणि जास्त सेवा आयुष्य देऊ शकते.
कायम चुंबक सिंक्रोनस मोटर्स
PMLSMs सामान्यत: खूप लहान स्ट्रोक, कमी वेग परंतु उच्च ते अत्यंत अचूकता आणि गहन कर्तव्य चक्र असलेल्या अनुप्रयोगांवर वापरले जातील.यापैकी बहुतेक ऍप्लिकेशन्स AOI (ऑटोमेटेड ऑप्टिकल इन्स्पेक्शन), सेमीकंडक्टर आणि लेसर मशीन उद्योगांमध्ये आढळतात.
रेखीय मोटर चालविलेल्या टप्प्यांची निवड, (डायरेक्ट ड्राइव्ह), अप्रत्यक्ष ड्राइव्हच्या तुलनेत महत्त्वपूर्ण कार्यक्षमतेचे फायदे देते, (रोटरी मोशनचे रूपांतर करून रेखीय गती प्राप्त होते असे टप्पे), दीर्घकाळ टिकणाऱ्या डिझाइनसाठी आणि अनेक उद्योगांसाठी योग्य आहेत.
पोस्ट वेळ: फेब्रुवारी-06-2023