Как новые конструкции линейных двигателей улучшают скорость и позиционирование

26 июля 2022 г.

09:28

Линейные двигатели обеспечивают максимальную точность и динамичность в различных задачах управления движением. К ним относятся не только ускоренный ход, но и медленный ход с постоянной скоростью головок станка, суппортов шпинделя, систем управления инструментом, устройств для перемещения деталей и т. д.

Экономия средств достигается за счет замены различных механических компонентов простыми и эффективными линейными двигателями. Эти двигатели представляют собой комплексную систему привода, обеспечивающую надежность, точность, высокую динамическую стабильность, низкие эксплуатационные расходы и сокращение времени производства.

Знакомые роторные электродвигатели содержат круглый электромагнит, называемый статором. В линейном двигателе электромагнит устроен таким же образом, только плоский, как если бы он был развернут. Ротор также устроен одинаково: развернутый или плоский. Когда на электромагниты первичной обмотки подается напряжение, они притягивают вторичные секции и толкают двигатель вперед. Чем больше ток, тем сильнее магнитное поле и тем большую силу генерирует двигатель.

Представьте себе деревянные американские горки в вашем любимом парке развлечений. Чтобы поднять поезд на первый холм для этого «большого падения», мы катимся к подножию холма, где цепная передача, приводимая в движение электродвигателем, коробкой передач и звездочкой, лязгает и дергает поезд на вершину холма. Теперь представьте себе поездку на современных американских горках с линейными двигателями. Почувствуйте этот внезапный прилив ускорения, когда покидаете станцию? Можно создать достаточную силу, чтобы продвинуть поезд через первый холм и первую страшную петлю. Ускорительные «выбросы» силы можно использовать в различных точках для поддержания скорости поезда, поскольку он катится по петлям и поворотам, что раньше было невозможно в старых конструкциях. Наконец, вы ощущаете торможение на станции с помощью… как вы уже догадались, линейного двигателя. Что остановило деревянные американские горки? Помните парня на станции, который тянул большой рычаг?

Линейные двигатели просты. Два основных компонента: первичный с электромагнитами и вторичный с постоянными магнитами или без магнитов, приводят в движение подвижный элемент. Ушли в прошлое серводвигатели, резольверы, тахометры, муфты, шкивы, зубчатые ремни, шариковые винты и гайки, опорные подшипники, системы смазки и системы охлаждения. Ушли в прошлое и системы, в которых использовались полые шарико-винтовые пары с системами охлаждения для термостабилизации. Ушли в прошлое реечные системы, в которых использовались дорогие моментные двигатели и/или коробки передач. Исчезли также системы цепного привода, требующие гидравлических двигателей с высоким крутящим моментом и соответствующих силовых агрегатов. Что же мы получим, кроме устранения дорогостоящих компонентов?

К основным преимуществам линейных двигателей в машинном оборудовании относятся:

С недавним выпуском линейных двигателей 1FN6 компания Siemens теперь предлагает три модели линейных двигателей для полной интеграции со всеми системами управления Sinumerik или Simotion, использующими приводы Sinamics. Линейные шкалы для обратной связи по положению и скорости доступны от различных сторонних поставщиков в зависимости от применения. Эти новые модели линейных двигателей, предлагаемые Siemens:

Двигатели 1FN3 с пиковой нагрузкой: Короткое время, высокое ускорение/замедление и скорость, сравнимая с режимом S3. Может использоваться для горизонтальных или компенсированных вертикальных осей. Номинальная сила (Fn) 8100 Н. Максимальная сила (Fmax) 20700 Н. Максимальная скорость 253 м/мин с жидкостным охлаждением.

Двигатели с постоянной нагрузкой 1FN3: Длительное время включения для горизонтальных, наклонных или компенсированных вертикальных осей. Сопоставимо с обязанностью S1. Номинальная сила (Fn) 10 375 Н. Максимальная сила (Fmax) 17 610 Н. Максимальная скорость; 129 м/мин. С жидкостным охлаждением.

1FN6 Безмагнитная вторичная обмотка: Идеально подходит для больших перемещений при высоких скоростях и ускорениях. Безмагнитная вторичная конструкция с воздушным конвекционным охлаждением. Может использоваться для горизонтальных, наклонных или компенсированных вертикальных осей. Номинальная сила (Fn) 2110 Н. Максимальная сила (Fmax) 8080 Н. Максимальная скорость 532 м/мин. С воздушным конвекционным охлаждением.