向下移动线路:电磁线性执行器

向下移动线路:电磁线性执行器

在最近的一篇文章中,我们讨论了电动机的主要类别及其运行方式。虽然这些电动机满足了一个重要的需要,任何时候,你必须转换成旋转运动的电力,有时旋转不是一种类型的运动需要的应用程序。在这篇文章中,我们将讨论产生直线运动的电磁直线电机和执行器。

线性电机:滑动
我们先来谈谈直线电机,它可以被认为是传统的旋转电机,其定子是展开的,并且是平面的。具体来说,直线电机的工作原理与它们的旋转模拟装置,交流感应电机和交流同步电机相同。磁悬浮列车是大型直线电机的一个例子,强大的磁场提供了向前推进和无摩擦磁垫,使这些大型列车以最小的振动达到高速。

螺线管:用磁场推和拉
另一种比较熟悉的直线电磁执行器类型是螺线管。螺线管是形成电磁铁的空心线圈,里面有一个由软磁性材料制成的电枢(相当于线性转子),可以自由进出。这些对于开启/关闭机械设备非常有用,就像流体阀门一样,易于建造、维护和操作。

螺线管是伟大的应用,需要更短的线性运动的时间,因为一旦电枢完全在通电线圈内,它不能进一步移动,因此螺线管本质上成为一个电加热器。这意味着,除了电磁阀关闭时产生的反电动势保护外,驱动螺线管的电路通常是为提供大电流脉冲而优化的。

正如我们将在下面的讨论,一个变化的螺线管设计,其中一个使用磁化棒作为电枢,已经找到了一个利基低压空气泵。

线性执行器的优点

线性电动机和螺线管用于有限的线性运动,长操作寿命和低维护的应用,但是将旋转运动转化为线性运动(如飞轮和曲轴组合),这是不实用的或期望的。

展示电磁线性致动器的优点的一种这样的装置是线性空气泵。我们没有在我们最近的泵上讨论这些产品,因为线性泵不是单独的泵类。“线性”简单地是指机械能如何将机械能转移到滑动活塞或弯曲隔膜,因此已经属于这两个泵类别。

线性泵的工作原理是利用电磁铁(定子)产生一个交替推动和拉动磁化棒(作为电枢)的交变磁场。正是这个连杆的运动为活塞或隔膜泵提供了所需的运动。

线性泵具有很长的寿命,因为它们既不使用轴承也不使用油,两者都随着时间的推移而恶化,因此需要维护(以及相关的停机时间来替换它们。更少的移动部件也意味着较少的潜在失败点。此外,在运行时,线性泵是安静的,并且可以高度节能。通电定子的AC可以直接从住宅(或工业)的主电源直接,使线性泵非常简单地构建,因此可以购买非常经济购买。

线性泵还突出了这些类型的致动器的主要缺点:出口流体压力限于作用在杆上的力和磁场的强度,从而受到所使用的磁性材料和循环的数量的限制线圈。这意味着线性泵限于低差压应用,例如在生物实验室中泵送或抽空麻醉气体。

特定于线性执行器的注意事项

如果您考虑在应用程序中使用直线电机或螺线管,最重要的问题之一是,“我的重量限制是什么?”除了定子中的重铜线圈外,电枢材料几乎总是由重磁性合金组成。如果执行器是固定的,你的设计就会比某些东西(或某些人)必须移动设备有更大的灵活性。

Other important design considerations involve the amount of travel the actuator will need to move, whether you’ll be able to use springs instead of sliding seals (and thus avoid the use of oil lubricant entirely), and whether or not you’ll need to contain all the magnetic fields generated by the actuator.

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