Кіріспе

Сызықтық мотордың түрі

Сызықтық индукциялық мотор (LIM) – басқа индукциялық моторлар сияқты бірдей жалпы принциптер бойынша жұмыс істейтін, бірақ көбінесе түзу сызықта тікелей қозғалыс жасауға арналған айнымалы ток (AC), асинхронды сызықтық мотор. Сызықтық индукциялық моторлардың бірінші немесе екінші жағының ұзындығы шектеулі болады, бұл соңғы эффектілерге алып келеді, ал дәстүрлі индукциялық мотор шексіз циклге орналасады. Атына қарамастан, барлық сызықтық индукциялық моторлар сызықтық қозғалыс жасамайды; кейбір сызықтық индукциялық моторлар үлкен диаметрлі айналуларды жасау үшін қолданылады, онда үздіксіз бірінші жақты пайдалану өте қымбатқа түседі. Айналатын моторлар сияқты, сызықтық моторлар көбінесе үш фазалы қуат көзімен жұмыс істейді және өте жоғары жылдамдықтарды қолдай алады. Дегенмен, мотордың күшін азайтатын соңғы эффектілер бар, және күш пен жылдамдық арасындағы қатынасты өзгерту үшін редукторды орнату көбінесе мүмкін болмайды. Сондықтан сызықтық индукциялық моторлар, белгілі бір күш шығыны үшін, әдеттегі айналатын моторларға қарағанда энергияны тиімсіз пайдаланады. LIM-дер, айналатын аналогтарынан айырмашылығы, левитация эффектін тудыра алады. Осы себепті олар көбінесе контактісіз күш қажет болған жерде, аз күтімді қажет ететін немесе жұмыс циклі төмен болған жағдайларда қолданылады. Олардың практикалық қолданыс аймақтарына магниттік левитация, сызықтық жылдамдату және сызықтық актuatorлар жатады. Сұйық металдарды сорғылау үшін де қолданылған.

Тарих

Сызықтық электр қозғалтқыштарының тарихы кем дегенде 1840 жылдарға дейін Лондондағы Король колледжінде Чарльз Уитстоунның жүргізген жұмысына барып тіреледі, бірақ Уитстоунның моделі практикалық қолдануға тым тиімсіз болды. АҚШ патенті 782312 (1905; Франкфурт-на-Майн қаласынан Альфред Зехден ойлап тапқан) мүмкін болатын сызықтық индукциялық моторды сипаттайды, ол пойыздарды немесе лифттерді қозғауға арналған. Неміс инженері Герман Кемпер 1935 жылы жұмыс істейтін модель құрастырды. 1940 жылдардың соңында Лондондағы Империал колледжінің профессоры Эрик Лейтвейт алғашқы толық көлемді жұмыс істейтін модельді жасады. Бір жақты нұсқасында магнит өрісі өткізгішті статордан итеріп, оны қозғалатын магнит өрісінің бағыты бойынша көтеріп, алып жүретін күштер тудырады. Лейтвейт кейінгі нұсқаларын магниттік өзен деп атады. Бұл сызықтық индукциялық мотордың нұсқалары көлденең ағын деп аталатын қағиданы қолданады, онда екі қарама-қарсы полюс қатар орналасады. Бұл өте ұзын полюстерді пайдалануға мүмкіндік береді, соның арқасында жоғары жылдамдық пен тиімділікке қол жеткізіледі.

Соңғы әсер

Дөңгелек индукциялық мотордан өзгеше, сызықтық индукциялық моторда "соңғы әсерлер" байқалады. Бұл соңғы әсерлерге өнімділік пен тиімділіктегі жоғалтулар жатады, олардың себебі первикалық және екіншілік бөліктердің салыстырмалы қозғалысынан магниттік энергияның жоғалуы деп есептеледі. Екіншілік бөлігі қысқа болғанда, ол кем дегенде екі полюстік болса, роторлық машина сияқты жұмыс істейді, бірақ сылқысы төмен болғанда (шамамен 0,3-тен төмен) қысқа первикалық итермелеудің азаюы сегіз полюстік немесе одан да көп болғанға дейін байқалады. Дегенмен, соңғы әсерлердің салдарынан сызықтық моторлар "бос жүріс" режимінде жұмыс істей алмайды – қалыпты индукциялық моторлар аз жүктеме кезінде дерлік синхронды өріспен жұмыс істей алады. Керісінше, соңғы әсерлер сызықтық моторларда әлдеқайда маңызды жоғалтулар тудырады. Үлкен ауа саңылауы мотордың индуктивтілігін де арттырады, бұл үлкен және қымбат конденсаторларды қажет етеді. Алайда, сызықтық индукциялық моторлар беріліс қораптары мен ұқсас жетектердің қажеттілігін жоюға мүмкіндік береді, ал олардың өздерінің де жоғалтулары бар; ал "жақсылық коэффициентінің" маңыздылығы туралы білім үлкен ауа саңылауының әсерін азайтуға көмектеседі. Қалай болғанда да, қуатты пайдалану әрқашан ең маңызды фактор болып табылмайды. Мысалы, көп жағдайда сызықтық индукциялық моторларда қозғалмалы бөліктер азырақ болады және оларға аз күтім қажет. Сонымен қатар, қозғалыс басқару жүйелерінде роторлық-сызықтық түрлендіргіштермен айналатын моторлардың орнына сызықтық индукциялық моторларды қолдану, басқару жүйесінің жолақтығы мен дәлдігін арттырады, себебі роторлық-сызықтық түрлендіргіштер басқару жүйесіне кері байланыс, статикалық үйкеліс және/немесе механикалық икемділікті енгізеді.