Механика / линейные асинхронные машины / Введение

ВВЕДЕНИЕ

Научно-техническая революция, охватившая все развитые в техническом отношении страны, представляет собой закономер­ный этап в развитии материальной культуры человечества. Быстро возрастающие потребности общества требук>т вовле­чения в материальное производство огромных масс людей и таких количеств первичных продуктов природы (вещества и энергии), которые соизмеримы с ресурсами нашей планеты. .Экологические проблемы и идеи малолюдной, малоотходной и безотходной технологий становятся знамением века.

Длк эпохи научно-технической революции характерны не ч' отдельные «прорывы» научно-технической мысли на тех или иных направлениях механизации и автоматизации производст­венных процессов, а планомерное, глубоко подготовленное и тщательно организованное наступление. При этом планирова­ние производится в масштабах отрасли, часто в общегосударст- \ венных масштабах, а порой — и в межгосударственных. Свиде- - тельство тому — современная интеграция усилий в экономиче- ^ "ских программах различных стран.

^ Уекорение" -тгаучшыехнидеского прогресса требует мобили- зации усилий ученых и инженеров на создание и внедрение но- ** -вой техники и новых технологий при особом внимании совре-

-менному машиностроению, электротехнике и электронике. '»--" - На этом магистральном направлении научно-технического Vпрогресса существенная роль отводится электроприводу, спо- 3-собному во многих случаях на основе достижений электрома- ^ шиностроения, силовой электроники и микропроцессорной тех­ники наилучшим образом решать задачу автоматизации про­изводственных процессов, создания малолюдного производства. Электропривод — один из решающих компонентов робототех- нических комплексов и гибких автоматизированных систем.

Р1_{0 некото}р_ЫМ данным [1], около 50% серийных электро­двигателей используются непроизводственных механизмах с по- * ступательным или возвратно-поступательным движением рабо­чего органа. Для преобразования вращательного движения в поступательное используются разнообразные механические уст-

6йства: кривошипно-шатунный механизм, винт и гайка, ше- рня и рейка, гибкие передачи с системой блоков и тросов т. п.

"Линейные электродвигатели дают непосредственно прямо- ейное движение, что позволяет исключить передаточный ме- изм в виде преобразователя движения. Это позволяет ре- ть задачу максимального сочленения, сращивания источни- ' механической энергии — электродвигателя и исполнительно- ' механизма. В некоторых случаях автоматизированного ли- Йного электропривода становится невозможным различить ницы между источником питания, системой управления, соб- " нно электродвигателем и исполнительным механизмом. ^ Какие же качества линейного электропривода можно счи- ь его принципиальными достоинствами?

?Для транспортных систем — это снятие ограничений, вызы- мых центробежными силами, действующими на колесо, и лением колеса с рельсом или с дорогой. Появляются новые можности увеличения скорости движения, преодоления боль- "ч уклонов, сокращения пути и времени разгона и торможе- % исключения юза при торможении и уменьшения или не­сения износа пути (при воздушном или магнитном подве- «. Отсутствует загрязнение окружающей среды. Для промышленных механизмов, приборов и автоматиче- х устройств — это устранение механических контактов меж- 'первичной и вторичной частями двигателя. Появляются не­возможности «встраиваемости», снижения механических фь, упрощения кинематической схемы, повышения надеж- ти и точности управления. Индуктор в определенном смысле "но «приложить» в нужном месте и включить или выклю- Ь в нужный момент. Можно воздействовать на перемещае- й предмет, буквально не касаясь его. Последнее обстоятель­но представляется особенно важным, если перемещающиеся осительно друг друга части машины или устройства долж- ^ автоматически расцепляться при прекращении подачи "троэнергии (например, в целях ручной подстройки, под- " и, безопасности работы и т. п.) или тогда, когда требуется "дать движение «за стенку» — в замкнутые объемы с агрес- ^;ными или взрывоопасными средами, в стерильные или глу- овакуумные зоны, в объемы с высокими давлениями среды. ■^пинейному приводу свойственны такие исключительные можности, как управление изменением структуры пути (вто- ного элемента), как встраивание в конструкцию двигателя чиков движения, в качестве которых могут использоваться менты самого двигателя. Линейные двигатели хорошо «при- абливаются» к исполнительному механизму и обладают "яологичностью в производстве благодаря малоотходному крою стали (в том числе текстурованной). Силы тяжения,

возникающие между первичной и вторичной частями или меж­ду индукторами в двустороннем исполнении, в одних случаях- оказываются вредными, а в других — полезными, так как мо­гут разгружать опорные ролики, колеса и могут быть исполь­зованы для торможения и фиксации^'

|^Однако линейному двигателю присущи и принципиальные недостатки, вызванные главным отличительным их качеством— разомкнутостью магнитной цепи. Именно это обстоятельство ухудшает использование и поэтому повышает расход активных материалов, приводит к возникновению краевых эффектов, по­нижающих энергетические показатели и делающих не всегда приемлемыми рабочие характеристики. Но, пожалуй, самый главный их недостаток, как это ни парадоксально звучит, вы­текает из их достоинств. Дело в том, что сращивание двигате­ля с исполнительным механизмом лишает двигатель универ­сальности. Исполнительный орган предписывает двигателю длину хода, силу и скорость движения и не дает конструктору возможности оптимально спроектировать сам двигатель. Мо­жет оказаться, что вся система с линейным приводом от уст­ранения преобразователя движения выигрывает, а по своим массогабаритным и энергетическим характеристикам двигатель проигрывает в сравнении с вращающимся аналогом. Такова диалектика явления.

Положительная тенденция сращивания двигателя с испол­нительным органом приводит к изготовлению комплектных приводов, но часто лишает возможности производить линейные двигатели безадресно, на склад. Последнее обстоятельство за­трудняет налаживание крупносерийного производства. Некото­рым выходом из этого затруднения может явиться изготовление серий унифицированных модулей линейных двигателей; по это­му пути пошел ряд зарубежных фирм.^Указанные трудности не снижают тем не менее научного и практического интереса к двигателям возвратно-поступательного движения и не могут остановить в целом прогрессивную тенденцию сращивания дви­гателя с исполнительным органом. /Следовательно, актуальной является задача* конструирования и совершенствования таких двигателей, которые отвечают потребностям современного ав­томатизированного электропривода.

Л>- *