Даму үрдісі
Қазіргі уақытта сызықтық қозғалтқыштарға арналған тікелей жетек технологиясының дамуы келесі үрдістерді көрсетеді:
Станоктық қоректендіру жүйелерінде қолданылатын сызықтық серво қозғалтқыштарда тұрақты магнит түрлері басым болады.
Қозғалтқышты, энкодерді, бағыттаушы рельстерді, кабельді және т.б. біріктіріңіз, қозғалтқыштың өлшемін азайтыңыз және орнату мен пайдалануды жеңілдетіңіз
Әрбір функционалды компонентті модульдеу (бағыттаушы рельстер, энкодерлер, мойынтіректер, қосқыштар және т.б.)
Позицияны кері байланыс компоненттері және басқару технологиясы сияқты байланысты технологияларды әзірлеуге назар аудару сызықтық қозғалтқыштардың жұмысын жақсартудың негізі болып табылады.
Зерттеу бағыты
Сызықтық қозғалтқыштардың зерттеу мақсаты - қозғалтқыштың өнімділігін арттыру және қолдану талаптарын қанағаттандыру. Сызықтық қозғалтқыштардың негізгі өнімділік ерекшеліктеріне жылдамдық, үдеу, тарту күші және оның ауытқуы, позициялау дәлдігі, қайталау позициялау дәлдігі, механикалық сипаттамалар (жылдамдық-тарту сипаттамалары), өтпелі өнімділік (жылдамдыққа жауап) және жылулық сипаттамалар және т.б. жатады.
Электромеханикалық жүйе ретінде оның өнімділігін арттыру үшін құрылымдық және басқару аспектілерінен күш жұмсауға болады.
Құрылымдық дизайн
Сызықтық қозғалтқыштар бастапқы және екінші реттік магниттік тізбек құрылымдарынан, сондай-ақ тірек, сезу және өлшеу, салқындату, шаңнан қорғау және қорғау сияқты механикалық құрылымдардан тұрады.
Магниттік тізбектің дизайны
Магниттік тізбекті жобалаудың маңызды міндеті - қозғалтқыштың тарту күші мен тарту ауытқуының жобалау талаптарына сәйкес келуін қамтамасыз ету.
Электр қозғалтқышының ішіндегі магнит өрісінің таралуын есептеу магниттік тізбекті жобалаудың негізі болып табылады. Құрылымының ерекшелігіне байланысты сызықтық қозғалтқыштардың магнит өрісінің бұрмалануына әкелетін соңғы әсерлері бар. Сонымен қатар, магниттік тізбекті біріктіру үшін кремний болат парақтары сияқты жұмсақ магниттік материалдар қолданылады. Орта шекаралары бұрмаланған және қиылысқан, магниттік тізбек күрделі және сызықтық емес. Егер есептеу үшін дәстүрлі эквивалентті магниттік тізбек әдісі немесе графикалық әдіс қолданылса, елеулі қателіктер орын алады және тіпті мүмкін болмауы мүмкін. Сондықтан, қазіргі уақытта сызықтық қозғалтқыштардың магнит өрісінің таралуын есептеу үшін сандық шешімдер кеңінен қолданылады - негізінен ақырлы элементтер әдісі (АЭӘ), осылайша тарту күші мен оның ауытқуларын, сондай-ақ тік күшті және басқа да көрсеткіштерді одан әрі есептеу. Қазіргі уақытта нарықта таңдау үшін көптеген тамаша электромагниттік өріс АЭӘ бағдарламалық жасақтамасы бар. Сондықтан, АЭӘ көмегімен сызықтық қозғалтқыштардың электромагниттік өрісін есептеудегі негізгі мәселе дәл ақырлы элемент моделін құру болып табылады.
Магниттік тізбекті жобалаудағы негізгі және қиын мәселе - тарту күшінің ауытқуын азайту. Тарту күшінің ауытқуларының себептеріне мыналар жатады: бастапқы токтағы және кері электр қозғаушы күшіндегі жоғары ретті гармоникалар, ауа саңылауларындағы синусоидалы емес ағын тығыздығының толқын формалары, иілу әсері, соңғы әсер және т.б. Тарту күшінің ауытқуын тұрақты магниттердің пішіні мен орналасуын оңтайландыру, тұрақты магнит қоздыруының магниттік ағын тығыздығын төмендету, бастапқы кезеңде өзексіз және көп полюсті құрылымдарды қабылдау, ұяшықтар санын көбейту және ауа саңылауын кеңейту арқылы азайтуға болады. Дегенмен, кейбір шаралар басқа өнімділіктердің әлсіреуіне әкелуі мүмкін. Сондықтан, жобалау кезінде ең жақсы әсерге қол жеткізу үшін жобалау талаптарын жан-жақты қарастыру қажет.
Механикалық құрылымды жобалау көптеген мәселелерді қамтиды. Мұнда біз тек салқындату жүйесін зерттеуге баса назар аударамыз, себебі бұл мәселені елемеу өте оңай. Шын мәнінде, жылулық сипаттамалар сызықтық қозғалтқыштардың маңызды ерекшелігі болып табылады. Қозғалтқыштың сол моделі үшін салқындатылған кездегі ең жоғары тарту күші салқындатылмаған кездегіден екі есе көп. Сондықтан қозғалтқыштың салқындату жүйесінің сапасы қозғалтқыштың жұмысына айтарлықтай әсер етеді. Салқындату жүйесінен конструкцияны оңтайландыру қозғалтқыштың жұмысын жақсартудың қысқа жолы болып табылады. Электр қозғалтқыштарының жылулық сипаттамаларын талдау, әдетте, шекті элемент әдісін де қолданады, ал салқындату дизайны есептеу нәтижелеріне негізделіп оңтайландырылады.
Басқару технологиясын зерттеу
Басқару технологиясы - сызықтық қозғалтқыштарды жобалаудағы тағы бір маңызды және қиын мәселе.
Сызықтық серво жүйесі жұмыс істеп тұрған кезде, ол жүктемені тікелей басқарады. Осылайша, жүктемедегі өзгерістер қозғалтқышқа тікелей әсер етеді. Сыртқы кедергілер, мысалы, дайындама немесе құрал массасының өзгеруі немесе кесу күші, қозғалтқышқа әлсіремей тікелей әсер етеді. Қозғалтқыш параметрлерінің өзгеруі қозғалтқыштың қалыпты жұмысына да тікелей әсер етеді. Сызықтық бағыттаушы рельсте үйкеліс бар. Сызықтық қозғалтқыштарда сонымен қатар иілу және аяқталу әсері бар. Осы факторлардың барлығы сызықтық қозғалтқыштарды басқаруда қиындықтар тудырады. Басқару алгоритмінде бұл кедергілерді басу немесе өтеу қажет; әйтпесе, басқару жүйесінде тұрақсыздық тудыру оңай.
Жалпы алғанда, контроллердің дизайны келесі талаптарға сай болуы керек: жоғары тұрақты күйдегі бақылау дәлдігі, жылдам динамикалық жауап, күшті кедергіге қарсы қабілет және жақсы беріктік. Әр түрлі сызықтық қозғалтқыштар немесе әртүрлі қолдану сценарийлері басқару алгоритмдеріне әртүрлі талаптар қояды, сондықтан нақты жағдайларға байланысты тиісті басқару әдістерін қабылдау керек. Қазіргі уақытта сызықтық серво қозғалтқыштар қабылдаған басқару стратегияларына негізінен дәстүрлі PID басқару және ажырату басқаруы, сызықтық емес басқару сияқты заманауи басқару әдістері, бейімделгіш басқару, сырғанау режиміндегі айнымалы құрылымды басқару, H∞ басқару, анық емес басқару сияқты интеллектуалды басқару және жасанды интеллект (мысалы, жасанды нейрондық желі жүйелері) басқару және т.б. кіреді.
Сызықтық қозғалтқыштарды басқару алгоритмінде есептеулердің көп мөлшері бар екенін және жоғары жылдамдықты өңдеу жүйелерін практикалық қолдануда нақты уақыт режимінде өнімділіктің жоғары екенін көруге болады. Сондықтан ол бүкіл сандық басқару жүйесіне өте жоғары талаптар қояды. Бұл талапты орындау үшін басқару алгоритмін оңтайландырумен қатар, жоғары өнімді аппараттық құралдарды да қолдану қажет. Жоғары жылдамдықты өңдеу орталықтарының беру жүйесінде әдетте толық цифрлық жетек технологиясы қолданылады, негізгі платформа ретінде ДК және интерполяция мен сервобасқару үшін DSP қолданылады.
Сызықтық қозғалтқыштарды басқару айналмалы қозғалтқыштарға қарағанда әлдеқайда қиын болғанымен, олардың электромагниттік сипаттамалары мен жұмыс принциптері негізінен ұқсас, ал айналмалы қозғалтқыштардың серво басқару технологиясы салыстырмалы түрде жетілген. Сондықтан, эксперименттік зерттеу кезеңінде, жобалаудың орындылығын тексеру үшін эксперименттік жүйені мүмкіндігінше тезірек құру үшін, біз айналмалы қозғалтқыштың серво контроллерін сызықтық қозғалтқыштың серво контроллеріне айналдыра аламыз. Бұл зерттеу мен әзірлемелердің құны мен циклін азайта алады, сондай-ақ сызықтық қозғалтқыштарға арналған арнайы серво контроллерлерді әзірлеу үшін бағыт берушілік маңызға ие.
Эксперименттік зерттеулер мен теориялық зерттеулер жобалаудың негізі болып табылады, бірақ электр қозғалтқышының өнімділігін анықтау үшін, сайып келгенде, ол әлі де нақты сынақтарға байланысты. Айналмалы қозғалтқыштардың өнімділігін сынау технологиясы қазірдің өзінде жетілген және стандартталған, бірақ сызықтық қозғалтқыштардың өнімділігін сынаудың бірыңғай әдісі әлі жоқ. Сондықтан, сызықтық қозғалтқыштардың тиімді және дәл өнімділігін сынау әдістерін зерттеу де теориялық зерттеулерді алға жылжытатын өте маңызды тақырып болып табылады. Эксперименттік зерттеудің негізгі тұстары жылдамдық, үдеу, статикалық күш, динамикалық күш, ығысу және температура сияқты әртүрлі параметрлерді дәл өлшеуде жатыр. Қажет болған жағдайда, арнайы сынақ стенді де жасалуы керек. Теориялық есептеулердің нәтижелеріне сүйене отырып, жобалау схемасы оңтайландырылады. Осы негізде прототип жасалады, содан кейін жобаның дұрыстығы прототиптегі өнімділік сынақтары арқылы тексеріледі. Жоғары өнімді сызықтық қозғалтқышты жасау үшін көбінесе көптеген қайталанатын есептеулер мен сынақтар қажет.
Генератор жиынтығы туралы қосымша сұрақтарыңыз болса, Beidou Power командасына хабарласыңыз. Электр қуатын өндіру және сату саласындағы он жылдан астам кәсіби тәжірибе, сізге қызмет көрсетуге арналған кәсіби инженерлер тобы, Beidou Power компаниясын таңдау - сенімді болыңыз, зауытта тексеруден өтуге қуаныштымыз.
Жарияланған уақыты: 2025 жылғы 24 желтоқсан