ダイナミックリニアモータ

内外の多くの学者や研究機関がダイナミックリニアモータを研究してきたが、その大半は永久磁石の構造や材料の最適化、モータの全体構造、制御回路とチップ設計と効率的な制御戦略。フィールド。しかし、起動時から定常状態に至るまでの電力対電力比や時間遅延については、多くの研究がなされていない。この部分では、この部分について詳細な議論が行われました。

ムービングコイルリニアモータは、外部から入力される電圧信号を往復直線運動の直線変位に連続的に変換することができ、同じ大きさの構造の約2.5倍の電磁力を発生させることができ、高リニアリティとヒステリシス特性が広く使用されている。注意。しかしながら、従来構造のシングルコイルコイル組立体の移動時には、磁性体の内部に渦電流が発生し易く、コイルの発生する電磁力が減少する。同時に、コイル部品の固有のインピーダンス特性のために、応答時間と応答速度の両方に一定の制限がある。大出力電磁力と高応答ムービングコイルリニアモータの開発は、電気工学の分野における傾向です。

この目的のために、本論文では、2方向可逆制御を備えた新しいタイプの可動コイルリニアモータを提案する。通電コイルには、新しいタイプのコイル分割、並列/並列変換の組み合わせが採用されており、コイルの両端の負荷応答時間は抵抗と時定数を変えることで改善されています。 PWMパルス幅変調制御方式は、コイル電流の大きさと方向を制御するために使用され、安定した妨害のないモータスイッチング制御を達成するだけでなく、装置の大きな電磁力出力と高周波応答特性を実現します。

構造と原理

可動コイル型リニアモータの構造は、図1に示すように、ケーシング内壁の円周上に複数の環状永久磁石が配置され、環状永久磁石体内に電機子が位置し、ケーシングの一端にネジで固定されている。通電コイルは、電磁力コイルボビンに巻き付けられて出力軸に接続され、ガイドピンを介して永久磁石と電機子との間のエアギャップを介して浮上し、シールボウルによって外部から離間されている。

制御原理を図3に示します。まず、入力信号電圧uiがアンプで処理され、制御コイルにロードされます。通電制御コイルと電磁力コイルボビンは、永久磁石からの定磁場中の電磁力Fcdによって発生する。変位xcは、コアが一緒に動くようなものである。コイルアセンブリは、変位センサによって位置誤差を検出し、それを信号電圧に変換し、コイルアセンブリが必要に応じて正しい位置に留まることを保証するために、入力信号urに補正電圧として補償される。電磁力の大きさおよび方向は、コイル内の制御電流iの大きさおよび方向に依存する。電磁力Fcdの方向は、入力電圧信号の方向を変えることによって変更され、それによって双方向の動きが実現される。このようにして、システムは閉ループによって制御され、制御精度および応答速度も向上する。

電磁力Fcdは常に電機子電流iに比例し、誘導起電力Eは常に可動子速度vcに比例する。比例係数はそれぞれ電磁力定数および逆起電力定数と呼ばれ、両者の値はわずかに異なる。電機子反作用の効果は、ほぼ同じであるが、ほぼエアギャップ磁気誘導Bgと実効巻線長さlaとの積である。また、ストローク範囲内で方向を変える必要はなく、基本的にストローク範囲内でコイルのインダクタンスは変化しないので、可動コイル型のリニアモータは制御性が良い。

複合コイル設計

コイルは、可動コイルリニアモータの主要コンポーネントです。その主な機能は、電気エネルギーを機械エネルギーに変換することであり、これはアクチュエータ制御の分野で広く使用されている。現在、一般的に使用されているコイル巻線方式は単一のコイル結合方式であり、応答速度や電磁力には限界があり、変換効率が低く、省エネルギー、環境保護、高効率、高速。本論文では、元のコイルを複数の区間に均等に分割して並列に使用する。コイルの重量およびエネルギー消費を大幅に低減するだけでなく、材料エネルギーの損失を低減し、大きな電磁力および高周波応答の要件を満たすことができる。

同じ電圧では、1組の可動コイルコイル直列部品回路によって応答時間を短縮し、応答速度を改善することができるが、装置の大きな電磁力出力を実現することは困難である。回路のコイル内の磁界中にコイルの長さを維持することによってのみ、装置の大きな電磁力出力を確保することができ、回路内の通電コイルの長さは、平行コイル単一のコイルの反対側に対して、電磁力を増加させる。起電力は増加しない。可動コイルコイルの均一な分割および並列接続は、装置の抵抗およびインダクタンスを低減し、抵抗を低減し、電流を増幅し、装置の電磁力出力を大きく改善することができる。しかしながら、インダクタンスが比較的小さすぎるので、可動コイルリニアモータに対する応答は影響を受けない。大きい。

通過電流が大きすぎると、生成された磁場がエアギャップ磁場と相互作用し、その結果、磁場の非線形制限が生じる。大電流が長時間通電され、作動温度が急激に上昇して熱ダメージを与え、モータの作動時間や寿命が制限される。コイルのインダクタンス動作電流の存在は常に定常状態に達するのが容易です。

結論として

同じ電圧動作条件下では、可動コイルアセンブリと比較して、単一グループの可動コイルアセンブリは、回路抵抗が小さく、インダクタンスが小さく、応答時間を短縮し、応答速度を改善することができるが、装置の大きな電磁力出力。回路のコイル内の磁界中にコイルの長さを維持することによってのみ、装置の大きな電磁力を確保することができ、回路内の通電コイルの長さは、電磁力が増大し、単一コイルの逆起電力は増加しない。この論文では、均等に分割されたコイルアセンブリが並行して設計され、変位のステップ応答が約1mmに達し、これは14.6msよりも大きく9.94msよりも小さくなり、応答速度は倍増した。電磁力は10.8Nです。 93.2Nに増加すると、加速も8倍に増加しました。 PWM制御モードと組み合わせれば、より高い周波数応答の制御を実現することができます。最大値に達する電磁力の応答時間は0.688msと短くなり、装置全体の高周波応答特性が大幅に改善され、出力応答時間が短くなり、電磁力が大きくなります。特徴。可動コイル型リニアモータは、直接駆動型の数値制御製品など、応答速度が要求される各種の自動制御システムに広く適用することができ、見通しが良い。