Střední průmyslová škola a Vyšší odborná škola technická Brno, Sokolská 1 Šablona: Název: Téma: Autor: Číslo: Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Střídavé motory Trojfázové lineární motory Ing. Radovan Hartmann VY_32_INOVACE_41-14 Anotace: Materiál je určen pro 2. ročníky SPŠ obor strojírenství. Jedná se o výkladovou prezentaci k problematice trojfázových lineárních motorů. Leden 2013 Podpora digitalizace a využití ICT na SPŠ CZ.1.07/1.5.00/34.0632
Lineární motory jsou pohony, které vyvolávají lineárnípohyb (obr. 1.).
Kpochopeníčinnosti lineárního motoru je možno si představit statorovévyvinutírotačního motoru na obvodu přeříznutéa rozvinutévinutírotačního motoru na obvodu přeříznutéa rozvinutíopět napájeno trojfázovým proudem, pohybujíse magneticképóly vrovinějedním směrem, např. zleva doprava. Namísto točivého pole tak vzniká posuvné (postupné) pole. V lineárním motoru působí magnetické postupné pole.
Konstrukce: Budící část vytvářející postupné magnetické pole,odpovídajícístatoru trojfázového motoru,se nazýváinduktor (obr.2) Skládáse ze svazkůinduktorových plechůhřebenového tvaru a trojfázového vinutíuloženého vdrážkách induktoru.používajíse dva induktory umístěnéproti sobě(obr.2) nebo jeden induktor.
Pohyblivá část lineárního motoru odpovídající rotoru zapojenému nakrátko se nazývákotva. Kotva je uložena mezi oběma induktory a je tvořena masivním vodivým tělesem například hliníkovou deskou. Kotva zferomagnetického materiálu, např. zoceli, umožňuje postrádat jeden zinduktorů, protože magnetický tok mezi póly se uzavírápřes kotvy mezi póly jednoho induktoru (a nemusíse uzavírat mezi protějšími póly dvou induktorů) Ocelovákotva může být potažena dobrým vodičem např. hliníkem.
Princip činnosti: Postupné pole induktoru indikuje v kotvě silné vířivé proudy. Podle Lennzova pravidla jsou tyto proudy takového směru, že jejich indukovanépole oslabuje postupnépole induktoru. Vířivéproudy vyvolávajív prostředípostupného pole induktoru sílu ve směru pohybu postupného pole. Je-li induktor upevněn a kotva pohyblivěuložena, pohybuje se kotva s postupným polem.je-li naopak pohyblivý induktor a kotva upevněná, pohybuje se induktor v opačném směru než postupné pole. U lineárního motoru může být pohyblivý induktor nebo pohyblivá kotva
Vlastnosti: Trojfázovélineárnímotory Lineárnímotory se chovajípodobnějako asynchronní motory. K indukčnímu působení postupného pole na kotvu je nutný skluz při pohybu. Při zatížení může skluz přesáhnout 50% neboť lineárnímotory mají velkou vzduchovou mezeru a velký odpor kotvy (pro vířivé proudy). Proto bývá rychlost pohybu mnohem menšínežrychlost postupného pole. Lineární motory pracují s velkým skluzem a největší sílu mají při rozběhu.
Použití: Lineárnímotory jsou používány jako pohon pro transport materiálu, pro pohon pásových dopravníků, ovládánívrat, ovládánípohybu velkých desek a pro pohon magnetických vlaků vznášejících se nad kolejnicí. Uvedený motor poprvépopsal anglický fyzik a vynálezce Charles Wheatstone.
Magnetická dráha Maglev: Maglev je označenípro vysokorychlostnívlaky na bázi lineárního motoru. Zpravidla je dráha stavěna na mostech nebo vtunelech. Maglev je považován za jeden znejvyspělejších dopravních prostředků. Ale přesto jich na světěnajdete jen velmi málo a důvodem je vysoká cena vybudovánídráhy. Naopak jejíprovoznínáklady a údržba jsou nepatrnéoproti jiným dopravním prostředkům. Rychlost Magvlevu dosahuje 450 kilometrů za hodinu. VJaponsku tento vlak dosáhl 581 kilometrůza hodinu, cožje světový rekord -obr. 6.
Obr. 6 japonský vysokorychlostnívlak na bázi lineárního motoru
Základnícharakteristika pohonu bezkontaktnílevitace bez opotřebení, technologie vedení a pohonu nezávislá na tření velkézrychlení, vysoký brzdný výkon bez kontaktu s vodicídrahou a díky plynuléregulace rychlosti (ne po krocích) je jízda stabilní a pohodlná bez vykolejenía kolizí, tedy i vysokábezpečnost nižšíhlučnost ve srovnánís jinými dopravními prostředky pohybujícími se stejnou rychlostí
Základnícharakteristika pohonu magneticképole uvnitřvozidla i vněje srovnatelnése zbytkovým geomagnetickým polem, mnohem nižšínežnapř. kolem vysoušeče vlasů, resp. nežsložky vyskytujícíse v elektromagnetickém spektru nízká specifická spotřeba energie a nízké provozní náklady flexibilnívolba trasy vodicídráhy vzhledem k malým poloměrům zakřivení a vysoké stoupavosti (10 %)
Porovnánílineárních pohonů Nárůst požadavkůpřesnosti výroby a dynamických vlastností výrobních strojů a stále se vyvíjející elektricképrvky, umožňujícíplynuléřízenírychlosti, zpřesněnípolohovánílineárního systému a poskytnutíširšího prostoru uplatněnílineárních motorůs elektromagnetickou přeměnou. Lineárnípohony s elektromagnetickou přeměnou a mechanickým převodem můžeme označit jako konvenční, řešenésystémem spojenírotačního motoru s dalším převodem (ozubený převod, kladka, vřeteno).
Porovnánílineárních pohonů U těchto druhůpohonu se ale stále častěji narážína fyzikálníomezení, ovlivňujícípřevážnědynamiku soustavy a tím i výslednou přesnost lineárního pohonu. Mechanicképřevody vykazujívelkétření, pružnost a vůli v místěpřevodu. Tyto negativnívlastnosti u lineárních motorůnenalezneme. Dalšíomezenímohou být mechanického druhu, jednak v délce pohybu,teplu způsobeném třením a maximálních otáčkách. Ty jsou nejdůležitějším limitujícím faktorem
ZDROJE: TKOTZ, Klaus. Příručka pro elektrotechnika. Vyd. 1. Praha, 2002. ISBN 80-867-0600-1. http://cs.wikipedia.org/wiki/maglev