Tam różne typy silników elektrycznych, o czym dobrze wiesz, jeśli często nas czytasz. W innych artykułach przedstawiliśmy inne ważne silniki do Twoich projektów DIY Arduino lub Mechatronika, ale w tym nowym artykule skupimy się na konkretnym typie silnika: silnik liniowy.
do dowiedz się więcej W związku z tym zapraszam do dalszej lektury...
Co to jest silnik liniowy?
Un silnik liniowy Jest to specjalny rodzaj silnika elektrycznego, który różni się od silników konwencjonalnych tym, że nie wytwarza ruchu obrotowego, to znaczy nie obraca osi, ale generuje siłę liniową na swojej długości. Silnik tego typu pracuje głównie jako siłownik typu Lorentza, gdzie generowana siła jest bezpośrednio powiązana z prądem elektrycznym i przyłożonym polem magnetycznym.
Istnieją różne konstrukcje silników liniowych, ale ogólnie są one podzielone na dwie kategorie główna: silniki
- Silniki o niskim przyspieszeniu- Nadają się do zastosowań takich jak pociągi magnetyczne i inne wysokowydajne systemy transportu naziemnego. Pociągi te można napędzać po torach za pomocą energii elektrycznej i magnetyzmu i mogą poruszać się z dużymi prędkościami, chociaż potrzebują więcej czasu na przyspieszenie do maksymalnej prędkości.
- Silniki liniowe o dużym przyspieszeniu: Zwykle są krótsze i służą do przyspieszania obiektów do ekstremalnie dużych prędkości, tak jak ma to miejsce w przypadku dział szynowych. Są powszechnie stosowane w zastosowaniach wymagających dużych prędkości, takich jak broń lub silniki masowe w kosmicznych systemach napędowych. Silniki te mają zazwyczaj konstrukcję obejmującą aktywne uzwojenie po jednej stronie szczeliny pomiędzy elementami magnetycznymi i pasywną płytkę przewodzącą po drugiej stronie. Przykładem jest homopolarny silnik liniowy prądu stałego typu Railgun.
Z drugiej strony, często tego typu są silniki o niskim otwarciu przepustnicy, dużej prędkości i dużej mocy liniowe silniki synchroniczne (LSM), które posiadają aktywne uzwojenie po jednej stronie szczeliny pomiędzy elementami magnetycznymi, a zestaw magnesów o przemiennych biegunach po drugiej stronie. Magnesy te mogą być magnesami trwałymi lub elektromagnesami. Silnik Shanghai Transrapid jest przykładem LSM.
Zastosowania silników liniowych
Silniki liniowe to urządzenia elektromechaniczne, które mają szeroki zakres różnorodność zastosowań w różnych branżach, takich jak:
- Transport szybki: Systemy transportu dużych prędkości, takie jak pociągi na lewitacji magnetycznej (maglev), często wykorzystują silniki liniowe, aby osiągnąć bardzo duże prędkości i zauważalną efektywność energetyczną. Silniki te umożliwiają napęd liniowy poprzez pola magnetyczne.
- Produkcja i automatyzacja: W środowiskach produkcyjnych i automatyzacyjnych silniki liniowe są stosowane w maszynach CNC (komputerowe sterowanie numeryczne), drukarkach 3D i systemach transportu materiałów. Ich precyzja i zdolność do kontrolowania ruchu czynią je idealnymi do tych zastosowań.
- robotyka: Wykorzystuje się je w robotach i manipulatorach robotycznych do sterowania precyzyjnymi ruchami przegubów i narzędzi. Jest to niezbędne w branży motoryzacyjnej, elektronicznej i montażowej.
- Lotnictwo: W przemyśle lotniczym silniki liniowe można znaleźć w systemach sterowania lotem, siłownikach kontroli powierzchni i innych komponentach kluczowych dla nawigacji i sterowania samolotami i satelitami.
- Nauka i medycyna: Silniki liniowe są stosowane w medycznym sprzęcie diagnostycznym, precyzyjnych mikroskopach i systemach analizy chemicznej. Jego zdolność do bardzo precyzyjnych kontrolowanych ruchów jest niezbędna w tych zastosowaniach.
- Dochodzenie naukowe: W laboratoriach badawczych silniki liniowe znajdują zastosowanie w eksperymentach fizycznych i chemicznych, a także w sprzęcie badawczo-pomiarowym. Jego zdolność do zapewniania dokładnych ruchów jest niezbędna w badaniach naukowych. Na przykład w sprzęcie do pomiaru siły itp.
- Technologia obronna: Są wykorzystywane w zastosowaniach wojskowych, takich jak systemy uzbrojenia, urządzenia celownicze i systemy pozycjonowania o wysokiej precyzji.
- Symulatory i rozrywka: W branży rozrywkowej silniki liniowe są wykorzystywane w symulatorach lotu, symulatorach jazdy i atrakcjach parków rozrywki w celu tworzenia wciągających, realistycznych wrażeń.
typy, które istnieją
Wśród silników liniowych możemy wyróżnić różne rodzaje w kategoriach, o których wspomniałem powyżej. W tym przypadku ma to związek z rodzajem impulsu, jakiego używają do poruszania się. I musimy podkreślić:
- silnik indukcyjny- W tej konstrukcji siła jest generowana poprzez przesuwanie liniowego pola magnetycznego, które oddziałuje z przewodnikami w swoim otoczeniu. Kiedy w tym polu zostanie umieszczony dowolny rodzaj przewodnika, taki jak cewka, pętla, a nawet kawałek metalu, powstają prądy wirowe, które z kolei tworzą przeciwne pole magnetyczne, zgodnie z prawem Lenza. Dwa przeciwne pola magnetyczne odpychają się, powodując ruch, gdy pole magnetyczne przemieszcza się po metalu.
- Silnik synchroniczny: Prędkość poruszającego się pola magnetycznego jest zwykle kontrolowana przez urządzenia elektroniczne regulujące ruch wirnika. Ze względu na koszty w liniowych silnikach synchronicznych rzadko stosuje się komutatory, dlatego wirnik często zawiera magnesy trwałe lub miękkie żelazo. Przykładami tego typu silników są cewki i silniki stosowane w systemach maglev.
- Homopolarny: Wysoki prąd przepływa przez metalowy sabot za pomocą styków ślizgowych zasilanych z dwóch szyn. Wytwarzanie pola magnetycznego w wyniku tego działania powoduje wysunięcie metalu wzdłuż torów.
- Piezoelektryczny– Małe silniki liniowe często wykorzystują system piezoelektryczny do generowania ruchu.
Teraz już wiesz, czym są silniki liniowe, więc możesz zacząć je wykorzystywać w swoich projektach do różnych zastosowań. Jego zastosowanie jest takie samo, jak w przypadku innych typów silników, które wyjaśniliśmy Ci na tym blogu, np siłowniki liniowe, bardzo podobne do tych silników…