มอเตอร์เชิงเส้นแบบไดนามิก
นักวิชาการหลายคนและสถาบันวิจัยในประเทศและต่างประเทศได้ศึกษามอเตอร์แบบไดนามิกเชิงเส้น แต่ส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่การเพิ่มประสิทธิภาพโครงสร้างและวัสดุของแม่เหล็กถาวรโครงสร้างโดยรวมของมอเตอร์และวงจรควบคุมและการออกแบบชิปรวมกับการควบคุมที่มีประสิทธิภาพ กลยุทธ์ สนาม อย่างไรก็ตามยังไม่มีงานวิจัยจำนวนมากเกี่ยวกับอัตราส่วนพลังงานต่อกำลังและความล่าช้าของเวลาตั้งแต่เริ่มต้นจนถึงสถานะที่มั่นคง ส่วนนี้ได้ทำการสนทนาในเชิงลึกเกี่ยวกับเรื่องนี้แล้ว
มอเตอร์แบบขดลวดเคลื่อนที่สามารถแปลงสัญญาณแรงดันไฟฟ้าอินพุตภายนอกเป็นระยะเชิงเส้นของการเคลื่อนที่เชิงเส้นแบบเอียงและสามารถสร้างแรงแม่เหล็กไฟฟ้าได้ประมาณ 2.5 เท่าของโครงสร้างขนาดเดียวกันและมีการใช้กันอย่างแพร่หลาย ความสนใจ อย่างไรก็ตามในระหว่างการเคลื่อนไหวของการชุมนุมขดลวดม้วนเดียวของโครงสร้างทั่วไปกระแสไฟฟ้าหมุนวนจะถูกสร้างขึ้นได้ง่ายภายในวัสดุแม่เหล็กเพื่อให้แรงแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจากขดลวดลดลง ในเวลาเดียวกันเนื่องจากลักษณะความต้านทานโดยธรรมชาติของส่วนประกอบขดลวดมีข้อ จำกัด ในการตอบสนองและความเร็วในการตอบสนอง การพัฒนาแรงแม่เหล็กไฟฟ้าขนาดใหญ่ที่มีการผลิตสูงและมอเตอร์เชิงเส้นแบบขดลวดที่ตอบสนองสูงเป็นแนวโน้มในด้านวิศวกรรมไฟฟ้า
ด้วยเหตุนี้จึงมีการนำเสนอมอเตอร์แบบขดลวดแบบใหม่ที่มีการควบคุมแบบย้อนกลับแบบสองทิศทางในเอกสารฉบับนี้ ใช้ชุดขดลวดขนานและขนานแบบใหม่สำหรับขดลวดที่มีกระแสไฟฟ้าอยู่และเวลาตอบสนองการโหลดของปลายทั้งสองขดลวดจะดีขึ้นโดยการเปลี่ยนค่าความต้านทานและค่าคงที่ตลอดเวลา วิธีการควบคุม PWM ความกว้าง Pulse PWM ควบคุมจะใช้ในการควบคุมขนาดและทิศทางของกระแสขดลวดซึ่งไม่เพียง แต่จะสามารถควบคุมมอเตอร์ที่มั่นคงและไม่สับสนได้ แต่ยังสามารถรับรู้ถึงกำลังการส่งผ่านคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าขนาดใหญ่และลักษณะการตอบสนองความถี่สูงของอุปกรณ์
โครงสร้างและหลักการ
โครงสร้างของมอเตอร์แบบขดลวดเคลื่อนที่ขดลวดเคลื่อนที่ดังแสดงในรูปที่ 1. มีหลายรูปแบบของแม่เหล็กถาวรรูปวงแหวนจัดเรียงอยู่บนเส้นรอบวงของผนังด้านในของปลอกและตัวเกราะจะอยู่ในตัวแม่เหล็กถาวรรูปวงแหวนและเป็น ติดตั้งปลายด้านหนึ่งของปลอกโดยใช้สกรู ขดลวดที่บรรทุกกระแสไฟฟ้าอยู่รอบ ๆ ขดลวดขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้าและเชื่อมต่อกับเพลาส่งออกลอยผ่านช่องว่างอากาศระหว่างแม่เหล็กถาวรและปลั๊กผ่านขาพินและแยกออกจากด้านนอกด้วยโถปิดผนึก
หลักการควบคุมดังแสดงในรูปที่ 3 ประการแรกแรงดันไฟฟ้าอินพุตของสัญญาณ ui ถูกประมวลผลโดยเครื่องขยายเสียงและโหลดเข้าขดลวดควบคุม ขดลวดควบคุมกระแสไฟฟ้าร่วมกับสายรัดขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นโดยแรงแม่เหล็กไฟฟ้า Fcd ในสนามแม่เหล็กคงที่โดยแม่เหล็กถาวร การเคลื่อนที่ xc เป็นแกนที่เคลื่อนที่ด้วยกัน ชุดขดลวดตรวจจับข้อผิดพลาดตำแหน่งโดยเซ็นเซอร์และจากนั้นแปลงเป็นแรงดันสัญญาณซึ่งจะชดเชยสัญญาณอินพุทเป็นแรงดันแก้ไข ue เพื่อให้มั่นใจว่าชุดขดลวดยังคงอยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้องตามที่ต้องการ ความแรงและทิศทางของแรงแม่เหล็กไฟฟ้าขึ้นอยู่กับขนาดและทิศทางของกระแสควบคุมในขดลวด ทิศทางของแรงแม่เหล็กไฟฟ้า Fcd มีการเปลี่ยนแปลงโดยการเปลี่ยนทิศทางของสัญญาณแรงดันไฟฟ้าขาเข้าทำให้เกิดการเคลื่อนที่แบบสองทิศทาง ด้วยวิธีนี้ระบบจะควบคุมด้วยลูปปิดซึ่งจะช่วยเพิ่มความถูกต้องในการควบคุมและความเร็วในการตอบสนอง
แรงแม่เหล็กไฟฟ้า Fcd เป็นสัดส่วนกับแรงบิดของกระแสไฟฟ้าของ I และแรงดึงดูดของแรงเคลื่อนไฟฟ้า E จะเป็นสัดส่วนกับความเร็วของตัวขับเคลื่อน vc สัมประสิทธิ์สัดส่วนเรียกว่าค่าคงที่ของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าและแรงเคลื่อนไฟฟ้าด้านหลังคงที่ตามลำดับและค่าของทั้งสองมีความแตกต่างกันเล็กน้อย ผลกระทบของปฏิกิริยากระดอง แต่อย่างมากก็คือประมาณผลของการเหนี่ยวนำ Bg ช่องว่างอากาศและความยาวของขดลวดที่มีประสิทธิภาพ la นอกจากนี้ไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนทิศทางภายในช่วงจังหวะและความเหนี่ยวนำขดลวดมีการเปลี่ยนแปลงโดยทั่วไปภายในช่วงจังหวะดังนั้นมอเตอร์ขดลวดเชิงเส้นชนิดมีการควบคุมที่ดี
การออกแบบขดลวดแบบรวม
ขดลวดเป็นส่วนประกอบสำคัญของมอเตอร์เชิงเส้นขดลวดเคลื่อนที่ หน้าที่หลักคือการแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกลซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านการควบคุมตัวกระตุ้น ปัจจุบันวิธีขดลวดที่ใช้กันทั่วไปเป็นวิธีการรวมขดลวดเดียวและความเร็วในการตอบสนองและแรงแม่เหล็กไฟฟ้ามี จำกัด และมีประสิทธิภาพในการแปลงต่ำซึ่งเป็นเรื่องยากที่จะตอบสนองความต้องการของการประหยัดพลังงานการปกป้องสิ่งแวดล้อมที่มีประสิทธิภาพสูงและ ความเร็วสูง. ในบทความนี้ขดลวดเดิมถูกแบ่งออกเป็นหลายส่วนเท่า ๆ กันและใช้ขนานกัน ไม่เพียงช่วยลดน้ำหนักและการใช้พลังงานของขดลวด แต่ยังช่วยลดการสูญเสียพลังงานของวัสดุและสามารถตอบสนองความต้องการของแรงแม่เหล็กไฟฟ้าขนาดใหญ่และการตอบสนองต่อความถี่สูง
ภายใต้แรงดันเดียวกันวงจรชุดขดลวดขดลวดขดลวดชุดเดียวสามารถลดเวลาในการตอบสนองและเพิ่มความเร็วในการตอบสนองได้ แต่ยากที่จะทราบถึงกำลังการส่งผ่านคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าขนาดใหญ่ของอุปกรณ์ เฉพาะโดยการรักษาความยาวของขดลวดในสนามแม่เหล็กในขดลวดของวงจรที่สามารถมั่นใจได้ว่าจะได้รับเอาต์พุตคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าขนาดใหญ่ของอุปกรณ์และความยาวของขดลวดไฟฟ้าที่อยู่ในวงจรสามารถเพิ่มขึ้นได้โดยการขดลวดคู่ขนาน กลุ่มเพื่อเพิ่มแรงแม่เหล็กไฟฟ้าเทียบกับด้านตรงข้ามของขดลวดเดียว แรงดึงดูดทางอากาศไม่เพิ่มขึ้น การแบ่งแยกและขั้วต่อแบบขนานของขดลวดขดลวดเคลื่อนที่สามารถลดความต้านทานและความเหนี่ยวนำของอุปกรณ์ลดความต้านทานและขยายกระแสไฟฟ้าและเพิ่มแรงแม่เหล็กไฟฟ้าของอุปกรณ์ได้ดียิ่งขึ้น อย่างไรก็ตามเนื่องจากความเหนี่ยวนำค่อนข้างเล็กเกินไปการตอบสนองต่อขดลวดขดลวดเคลื่อนที่จะไม่ได้รับผลกระทบ ใหญ่.
ถ้ากระแสที่ไหลผ่านใหญ่เกินไปสนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นจะมีปฏิสัมพันธ์กับสนามแม่เหล็กช่องว่างทำให้เกิดข้อ จำกัด เชิงเส้นของสนามแม่เหล็ก มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านเป็นเวลานานและอุณหภูมิในการทำงานจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วทำให้เกิดความร้อนและเวลาในการทำงานและอายุการใช้งานของมอเตอร์มี จำกัด การเหนี่ยวนำของขดลวดการปรากฏตัวของกระแสไฟฟ้าในการดำเนินงานเป็นเรื่องง่ายในการเข้าถึงสภาวะคงตัว
สรุปแล้ว
ภายใต้สภาวะการทำงานของแรงดันไฟฟ้าเดียวกันเมื่อเทียบกับชุดขดลวดที่เคลื่อนที่ในชุดชุดขดลวดเคลื่อนที่แบบกลุ่มเดียวมีความต้านทานต่อวงจรเล็ก ๆ และตัวเหนี่ยวนำขนาดเล็กซึ่งสามารถลดเวลาในการตอบสนองและเพิ่มความเร็วในการตอบสนองได้ แต่ก็ยากที่จะทราบ เอาต์พุตคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าขนาดใหญ่ของอุปกรณ์ เฉพาะการรักษาความยาวของขดลวดในสนามแม่เหล็กในขดลวดของวงจรเท่านั้นที่สามารถมั่นใจได้ว่ากำลังแม่เหล็กไฟฟ้าขนาดใหญ่ของอุปกรณ์และความยาวของขดลวดไฟฟ้าที่อยู่ในวงจรจะเพิ่มขึ้นโดยวิธีการของกลุ่มขดลวดคู่ขนาน เพิ่มแรงแม่เหล็กไฟฟ้าและแรงเคลื่อนไฟฟ้าด้านหลังของขดลวดตัวเดียวจะไม่เพิ่มขึ้น ในบทความนี้ได้มีการตรวจสอบว่าการชุมนุมของขดลวดแยกแบบขนานถูกออกแบบมาเป็นแบบขนานและการตอบสนองขั้นตอนของการเคลื่อนที่ไปถึงประมาณ 1 มิลลิเมตรซึ่งจะลดลงจากมากกว่า 14.6ms ถึงน้อยกว่า 9.94ms และความเร็วในการตอบสนองมากกว่า สองเท่า แรงแม่เหล็กไฟฟ้าคือ 10.8N เพิ่มขึ้นเป็น 93.2N การเร่งความเร็วยังเพิ่มขึ้น 8 เท่า เมื่อใช้ร่วมกับโหมดควบคุม PWM สามารถรับรู้การควบคุมการตอบสนองความถี่สูงขึ้นได้ เวลาตอบสนองของแรงแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีค่าสูงสุดจะลดลงเหลือ 0.688 มิลลิวินาทีซึ่งจะช่วยปรับปรุงลักษณะการตอบสนองของความถี่สูงของอุปกรณ์ทั้งหมดได้อย่างมากและทำให้สามารถใช้เวลาในการตอบสนองต่อเอาท์พุทสั้น ๆ และแรงแม่เหล็กไฟฟ้าขนาดใหญ่ได้ คุณสมบัติ มอเตอร์แบบขดลวดชนิดขยับสามารถใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบควบคุมอัตโนมัติประเภทต่างๆที่ต้องการความเร็วในการตอบสนองสูงเช่นผลิตภัณฑ์ระบบควบคุมเชิงตัวเลขของไดรฟ์โดยตรงและมีโอกาสที่ดี
