cz_lin-obecne_020909.
Transkript
cz_lin-obecne_020909.
LINEÁRNÍ MOTORY Typ Type Typ 1. Obecně 1.1. Úvod K velkému rozvoji výroby a k praktickému uplatnění lineárních motorů a pohonů došlo až v posledních deseti letech,př estože principy jejich kons trukce js ou známy stejně dlouhou dobu jako u s trojů rotačních.Dř íve zůstávalo u patentů,u výroby prototypů nebo stavby technických specialit.Důvody je tř eba hledat jednak v ekonomii – lineární motor,zejména s delší jednak v problémech technického rázu : drahou, je dražší než motor rotač ní zachycení relativně velké př ítažné síly mezi primárním a s ekundárním dílem; uspoř ádání mechanického vedení; př ívod energie do pohyblivé části. srovnatelného výkonu - větší dynamika a širší rozs ah regulace; větš vyšší př es nos t polohování. L3SK LTSK í rychlost posuvu; M ožnosti klasických rotačních motorů s mechanickým př evodem z pohybu rotačního na pohyb lineární jsou v ř adě průmyslových odvětví využívány na mezi dynamiky danou setrvačnými hmotami a na js ou : technický vývoj, cenová dostupnos t výkonové elektroniky ( měničů kmitočtu, čís licových regulátorů) ,zpětnovazebných čidel a př edevším permanentních magnetů,zejména typu Nd -Fe-B. Konstrukce motorů 1.2. Lineární motor si můžeme př edstavit jako klas ický synchronní nebo asynchronní motor rozvinutý do roviny tak, jak je ukázáno na obrázku. Obr.1. Statorem je Primární část u lineárních je motorů tvoř ena zpravidla stejně jako označován u elektrotechnických plechů a trojf ázového vinutí primárnímu dílu konstrukčně -Fe-B),které zemin ( např .Nd tvoř en klecí nakrátko uspoř ádána primární klasických díl strojů ( část) a rotorem f eromagnetickým s ekundární svazkem díl ( č ást) . složeným z uloženého v jeho drážkách.U synchronních motorů je proti sekundární čás t tvoř ená permanentními magnety ze vzácných jsou nalepeny na ocelovou podložku.U asynchronní verze je sekundární díl uloženou buď do drážek f eromagnetického svazku, nebo alespoň př ipevněnou na ocelovou podložku poháněného zař ízení.Sekundární díl tvoř í zpravidla delší č ást s troje.O tom,která č ás t lineárního motoru s e bude pohybovat rozhoduje konstrukce poháněného konstrukcí se pohybuje primární část po dráze tvořené libovolným zař ízení. V napros té většině počtem sekundárních dílů.Toto uspoř ádání ovšem vyžaduje pohyblivý napájecí kabel,kabel snímače polohy a je li použito vodní chlazení,také pohyblivý - př ívod a odvod chladicí kapaliny. Základní princip lineárního motoru má řadu obměn.Některé z nich se vyskytují v našem výrobním programu a jsou popsány níže. 1 LNS mezi př esnosti dané mechanickými vůlemi a postupným opotř ebením.Další důvody rozmachu výroby lineárních motorů L2SK L3S Jedním z důvodů rozvoje lin.motorů je nalezení pohonu,pro něhož je charakteristická : totiž L1S 1.3.1. T y p L1SK e Typ L2S LA Typ Type Typ Příslušenství lineárních motorů 1.3. Základní prvky lineárního pohonu jsou vlastní motor a napájecí zdroj. K těmto základním částem ještě mechanické vedení,přídavné chladiče,zabezpečovací prvky. Protož e naprostou většinu přistupují pohonů tvoří pohony regulované,patří k pohonu ještě i řídicí systém skládající se nejméně z regulátorů a snímače polohy. Některé z uvedený ch částí patří přímo L1S 1.3.2. T y dodávány jako vestavné d p L1SK e 1.3.1. Mechanické vedení Typ L2S poháněnému zařízení a plní současně několik f unkcí – např. mechanického vedení,odměřovacího systému ( čidla polohy) a zabezpečovacích prvků jako mechanický ch dorazů, koncový ch spínačů f unkčních i havarijních, mechanický ch krytů. Větš inou jsou lineární motory íly a společně s příslušenstvím pohonu tvoří stavebnici. M echanické vedení pož adovanou L2SK musí rychlost splňovat posuvu. dvě základní Orientačně lze podmínky uvést - statickou a dynamickou únosnost a doporučení pro volbu mechanického následující vedení: L3S kluzné kovové plochy se kuličková smykový m třením vyhovují lineární pouzdra lož iska se smykový m kuličková nebo třením jsou válečková s vhodné pro rychlosti do 0, 5 m.s -1 rychlosti do 1 m.s valivý m třením -1 ; ; umož ňují rychlosti posuvu do -1 10 m.s ; L3SK keramické kluzné plochy nasycené např. LTSK vzduchová nejnovější lož iska a levitační literatura uvádí systémy mož nou tef lonem jsou dovolují rychlosti do 20 m.s určeny pro posuvnou rychlost rychlosti -1 až do 100 m.s aždo 140 m.s -1 ; -1 ; ; LNS 1.3.2. LA Odměřovací systémy Odměřovací systémy jsou z naprosté většiny inkrementální a pracují na reluktančním,magnetickém nebo fotoelektrickém principu. Reluktanční a magnetické snímače jsou tvořeny snímací magnetickou hlavičkou a nosný m páskem pož adované délky s tenkou záznamovou vrstvou nesoucí inf ormace o poloze ( magnetickou mříž ku) . Optické µm snímače nejmodernější konstrukce mají na nosném kovovém pásku vypálený systém rysek s roztečí 20 nebo 40µm. Snímací hlavička se skládá ze světelného ( laserového) zdroje, snímací optické soustavy, zaměřené na signál odraž enýod pásku,a elektronického tvarovacího obvodu. 1.3.3. Řídící systém – regulátory Téměř vý hradně se použ ívají regulátory číslicové. Uspořádání tří zpětný ch rychlostní a vnější polohové - vazeb - vnitřní proudové,střední je již pravidlem. V některý ch případech bý vá do obvodu vlož ena ještě regulace zrychlení a jsou také přidány f iltry ( pásmové propusti)pro zlepšení mechanické stability pohonu. Základním prvkem a interpolátor. 7 regulačního obvodu je procesor s vysokou operační rychlostí ( až 10 Komunikace mezi řídicím systémem a lin. motorem je obousměrná. instrukcí za sekundu) M otor nepřijímá řídící instrukce systému jen pasivně,ale pomocí různý ch čidel jej také inf ormuje o svém stavu. Kromě již zmíněné polohy a uvedeného proudu je mož no snímat i napětí, teplotu, signalizovat synchronismu, ztrátu stability regulace apod. V literatuře inteligentní pohony. přetíž ení, vypadení ze se pro pohony řízené tímto způsobem už ívá termín 2. Výrobní program lineárních motorů VUES Brno a.s. Vý robní program lineárních motorů VUES Brno a.s. je zaměřen především na produkci tří verzí synchronních lin. motorů. Zabý vá se ovšem také vý robou asynchronních lineárních motorů nebo i sp eciálních synchronních tubulárních motorů ( viz níž e) . 2.1. Synchronní lineární motory Jedná se o trojfázové synchronní motory s vinutím rozloženým na primární části buzené permanentními magnety typu Nd-Fe-B se špičkovými magnetickými parametry, jež jsou součástí sekundární části (viz obrázek). 2 Motory jsou pov až ov ány uzpůsobeny m otory pro napájení z v ektorov ě ř ízený ch m ěni čů napájené z m ěni čů, jeji chž napětí m ezi l ehl ého k mi točtu. Za obv odu je v ý robní standard jsou 120, 330, 560 VDC . Na objednávku lze vinutí li neárních m otorů v yrobi t i pro napájení z m ěni čů o ji ný ch napětíc h m ezi l ehl ého obv odu. Typ Type Typ L1S 1.3.3. T y p L1SK e Typ L2S L2SK L1SK L1S L3S L3SK LTSK LNS L2SK LA L2S L3SK L3S Obr.2. Jak je naznačeno na obrázku č. 2 rozl i š ujem e dv ě zákl adní k onstruk ce v e tř ech v erzích l i neárníc h synchronních m otorů :jednoduchou,nazv anou L1S ( v erze 1) , L2S (verze2), L3S (verze3), a konstrukci s i ntegrov aný m c hl adi č em ,označenou L1SK ( v erze1) ,L2SK ( v erze2)či L3SK ( v erze3) . * Poznám ka :Pro jednoduchost budem e jednotl i v é konstruk ce v šech tř í v erzí souhrně označov at jako LXS a LXSK,kde X je čísl o v erz e. Primární díl je kompaktní celek s vi nutím i m agneti c ký m obv odem zal i tý m do um ěl é hm oty. V př ípadě vinutím a magnetickým obvodem navíc zalita i speciální konstrukce vodního konstrukce LXSK*je spol ečně s chl adi če.Sekundární díl y l ze skl ádat do potř ebné dél ky posuv u.Magnety jsou chráněny př ed m echani cký m poš kozením a př ed v l i v y prostř edí tím ,ž e jsou zal i ty do um ěl é hm oty. V zákl adním prov edení jsou l i neární chl adi če,tepel ně i zol ač ní desk y L1S, L1SK - m otory nabízeny jak o v estav né se š kál ou dopl ňků ( př ídav né v odní …). standardní prov edení v e v el i kostec h o síl e 50 až 10000 N a rychl ostí posuv u od 0, 01 mm/s do 15 m/s; L2S, L2SK - kom pak tní prov edení v e v el i k ostech o síl e 50 až 16000 N,rychl ostí posuv u od 0, 01 mm/ s do 15 m / s a m odul u šíř k y akti v ní pl oc hy L3S, L3SK - 20 mm ; kom pak tní prov edení v e v el i k ostech o síl e 50 až 16000 N,rychl ostí posuv u od 0, 01 mm/ s do 15 m / s a m odul u šíř k y akti v ní pl oc hy 25 m m . 3 Typ Type Typ 2.2. Asynchronní lineární motory Lineární motory řady LA pracují na principu asynchronního stroje. Oproti synchronnímu provedení lineárních motorů se v yz načují jednodušším a l ev nějším sekundárním díl em,který tv oří kl ec nakrátko. Kl ec nakrátk o tv oří buď v inutí ul ož ené do dráž ek,nebo hl iníkov ý ( měděný ) pás připev něný na ocel ov é podl ož ce. Druhý z působ prov edení L1S 1.3.4. T y p L1SK e LA Typ L2S sek undárního díl u l z e v ý hodně v yuž ít v doprav nících, průmysl ov ý ch manipul átorech, podav ač ích,pohonech posuv ný ch bran,dv eří,z áv or a podobně. Dal š í v ý hodou pro tyto nenáročné pohony je mož nost přímého napájení z e standardní roz v odné sítě 3 x 400 V / 50 Hz bez nutnosti použ ití měnič e kmitočtu. - L2SK 2.3. Pohony L3S L3SK LTSK LNS v yrábí se v e v el ikostech o síl e 100 až 300 N. Tubulární lineární motory s tubul árními l ineárními motory jsou urč eny z ejména pro přesné přísuv y v yv rtáv cích a desek tištěný ch spojů,kde motory nesou v ysokootáč kov á v yv rtáv ací přísuv y hl av ic osaz ov acích automatů, regul ov ané pohony automatů v řetena, přísuv y obráběcích strojů, v entil ů, šoup átek apod. Skládají se z pevné primární části v ál cov ého tv aru,obsahující v inutí intenz iv ně chl az ené v odou,a v nější pohybl iv é části,tv ořené ocelovou objímkou s permanentními magnety. magnetické síly mezi primárním a sekundárním tohoto motoru je absence pul sací taž né síl y. Rotačně symetrick é uspořádání stroje k ompenz uje přítaž né díl em tak,ž e se nepřenášejí na poháněné z aříz ení. Vý hodou v yrábí se v e v el ikostech o síl e 300 až 1200 N,z dv ihu 25 až 265 mm a v prov edení buď LTSK - vestavném, nebo s vlastní kostrou z taženého hl iníkov ého prof il u. LA Synchronní lineární motory s primární části bez feromagnetických materiálů 2.4. Primární díl y těchto motorů neobsahují f eromagnetické materiál y. Vyz nač ují se předev ším níz k ou hmotností, absencí pul sací taž né síl y, prakticky nul ov ý mi přítaž ný mi sil ami mez i primárním a sek undárním díl em a v ysokou ef ektiv itou. Díky těmto v l astnostem je l z e v ý hodně použ ít v apl ikacích náročný ch na rychl ost posuv u, akcel eraci,přesnost a níz kou hmotnost pohonu. LNS - v yrábí se v e v el ikostech o síl e 10 až 50 N. 3. Všeobecné technické a provozní podmínky motorů Chlazení lineárních motorů 3.1. Primární díly: řada LX S* : IC40 tj. přiroz ené chl az ení pov rchem motoru řada LAS : IC40 tj. přiroz ené chl az ení pov rchem motoru řada LNS : IC40 tj. přiroz ené chl az ení pov rchem motoru řada LXSK*: IC3W7 tj. v odní chl az ení integrov aný m chl adičem řada LTSK : IC3W7 tj. vodní chl az ení integrov aný m chl adičem řada LXS*+ chl adič : IC3W7 tj. v odní chl az ení přídav ný m chl adičem řada L1SK + chl adič: IC3W7 tj. v odní chl az ení oběma typy chl adičů Sekundární díly: nechladí se 3.2. Pracovní prostř edí Lineární motory jsou konstruovány pro v ČSN EN 60721-3-3. Základní údaje: o teplota okolí +5 ÷ +25 C; použ ití v prostředí chráněném před pov ětrnostními v l iv y def inov aný mi relativní vlhkost vzduchu 5 ÷ 95 %; 4 nadmořská výška pr o vodníchl az eníj e nut no použ í tupr avenou vodu bez mechani c kých neč i st ot .Dopor uč ená t vr dost do1000 m; vody j e max i mál ně 0, 7 mmol / l .V pří padě nut nost ij et řeba použ í tz měkčovadel .Dopor uč ená ky sel ost chl adí c í vody j e mez i6, 5 až 7, 5 pH. Vst upní t epl ot a chladící vody je 5 1MPa. 3.3. vody j e +5 až +25° C. M ax i mál nímnož st ví l / mi n přit l akovém úby t ku 2 hPa.Chl adí císy st ém j et est ován přimax i mál ní m t l aku Další technická data Krytí motoru: Vy sokého st upně ochr any před dot y kem ž i vých část í se dosahuj e z al i t í m primárního obvodu motoru do ochranné zalévací cel ého vi nut ía hmot y . Pr ot ož e j sou mot or y dodávány z pr avi dl a j ako vest avné,nel z ez aj i st i tochr anu před dot y kem pohy bl i vých část í . Tepel ná t ří da i z ol ac e„ F“podl e ČSN 35 0000 č ást1,max i mál níot epl enívi nut íj e 105K. Vi nut íst andar dní ho pr ovedeníj et ří f áz ové,z apoj ené do hvěz dy bez vy vedeného uz l u. Tepelná ochrana: Vi nut í mot or u ve st andar dní m pr ovedení j e chr áněno ° umí st ěném v čel ec h vi nut ía r eaguj í cí m přit epl ot ě 125 t epl ot ní m či dl em Typ Type Typ L1S 1.3.5. T y p L1SK e Typ L2S L2SK L3S ( r oz pí nací kont akt ) C. Na přáníz ákaz ní ka j e mož no j ako L3SK t epl ot níči dl o použ í tiPTC nebo odpor ových t epl oměr ů. LTSK Při poj enímot or u na měni č: Vývod vi nut íj e st andar dně řešen ohebným kabel em umož ňuj í c í m i napáj ení pohy bl i vého pr i már ní ho dí l u.Na přáníj e mož no vi nut ímot or u vy véstna konekt orur čený z ákaz ní kem. Povrchová ochrana: Povrchová ochrana j e pr ovedena l akování m čer nou bar vou. Na přání z ákaz ní ka j e mož no použ í tbar vu pr o pot r avi nářský pr ůmy slnebo j i ný odst í n. Bezpečnost práce 3.4. Z důvodu přítomnostipermanentních magnetů (Br≅ pozornostpřimani pul aci s oběma dí l yl i n.mot or u. 1, 2 T) na sekundár níčást ij e t řeba dbátna z výšenou Pří t omnostvy sokoener get i c kých magnet i c kých pol ía s t í m spoj ených vel kých magnet i ckých při t až l i vých si l , můž e t ot i ž vést j ak k pří mému ( napří kl ad osoby s kardiostimulátorem), tak k nepřímému ohr ož ení ž i vot a (vysoké rychl ost ipohy buj í cí c h se č ást íst r oj e) . Co se t ýká působení magnet i c kého pol e na l i dský or gani smus, posl ední l ékařské nál ez y pot vr di l y ,ž e magnet i cké pol eo i ndukcimenšínež 5mT nemá na or gani smus ž ádný vl i v.Ji ž ve vz dál enost iasi100 mm j e magnetická i ndukce pol e menšínež 5mT.I nt enz i t a magnet i ckého pol e,j ehož z dr oj em j sou pól y sekundár ní ho dílu lineárního motoru, je konstantní a nezávisí na pracovních podmínkách stroje. Vzhledem k vel ké při t až l i vé sí l e j e z apot řebíz výšené opat r nost iv blízkém okolí sekundárního dílu. 2 Z toho důvodu nenípřípustné,aby byl o s t ěž kými( > 1kg)nebo vel kými( >1dm ) objekty vyrobenými z oceli nebo ž el ez a mani pul ováno v pří mé bl í z kost isekundár ní c h dí l ů hol ýma r ukama.Pr ot ož e magnet i cké sí l yj sou nevi di t el né,bývaj íč ast o podc eňovány .Při t až l i vé sí l y působínáhl e a mohou vel mir y chl e nar ůstna hodnot u vy ššínež 500 N ( 50kg)vz hl edem k f er omagnet i c kým předmět ům nac ház ej í cí m se v blízkém okolí. Úr az y vz ni kl é při t až ení m j ednot l i vých dí l ů vl i vem magnet i ckýc h si lj sou vel mibol est i vé,nepří j emné,z r aněníse špat ně l éčí a st ej ně t ak špat ně hoj í . Přimani pul ac ij e t řeba dodr ž ovat j i st á pr avi dl a.Ta nej nut něj ší j sou uvedeny ní ž e. Hl avnípr event i vníopat ření: Zaj i št ění r oz mí st ění výst r až ných št í t ků, kt er é j sou dobře vi di t el né ( „POZOR: V LINEÁRNÍCH POHONECH TOHOTO STROJE SE NACHÁZÍ SILNÉ MAGNETY!“, „SILNÉ MAGNETICKÉ POLE!“, „ VELKÉ M AGNETI CKÉ PŘI TAŽLI VÉ SÍ LY! “). Nepři bl i ž ovatk sekundár ní m dí l ům hodi nky a el ekt r oni cké nosi č e dat ,kt er éj sou c i t l i vé na magnet i cké pole. Vž dy už í vatpr o mont áž nebo údr ž bu pr acovnír ukavi ce. Osoby s kardi ost i mul át or em by neměl y pr ovádětmani pul ac i . Nepokl ádatt ěž ké kovové obj ekt y bl í z ko sekundár ní ch dí l ůl i n.mot or u. M ont áž a údr ž bu pr ovádětškol eným per sonál em. 5 LNS LA Typ Type Typ Pro případ nehody, která by mohla nastat připracíc h na li neárním nej méně dv a pev né klíny z nemagneti ckého materi álu, např.z motoru měj te v ž dy po ruce nerezové oceli (s úhlem mezi 10 a 15° ) a rov něž kladi v o ( c ca 3kg) . To v še j e potřeba k oddělení f eromagneti c ký ch částí při taž ený ch magnetickým polem k sekundárnímu dílu a popřípadě k následnému uvolnění prstů, rukou činohou. Pravidla pro transport a skladování : L1S 1.3.6. T y MAGNETY!“). p L1SK e mezerou 25 mm. Typ L2S L2SK Ve Ni kdy Čtěte a ři ďte se v ý straž ný mi štítky. Skladov ací prostory j e nutno udrž ov at suc hé. Neskladuj te přiv ysoký c h teplotách. Přitransportu stroj ů nebo částí stroj ůs v estav ěný mipri márnímia se L3S skladov acíc h prostorech neskladov at j e bez obalu, nutné v ž dy v ý robky oz nači t v ý straž ný m štítkem ( „ POZOR! SI LNÉ už ív at speciální nemagnetické balení s elektromagnetickou kundárním díly je nutné zajistit, aby se tyto díly v ůči sobě v olně nepohybov aly. Prav i dla pro montáž L3SK LTSK Odstraňte obal sekundárního dílu až těsně před montáž í do z aříz ení. M ontáž ní práce musí prov ádět v ž dy dv a pracov níci . Pro případ nehody měj te po ruce v ž dy nej méně dv a pev né klíny z nemagneti ckého materi álu, např. z nerezové oceli(s LNS f eromagneti c ký ch úhlem mez i10 a 15° )a rov něž kladi v o ( cc a 3kg) . To v še j e potřeba k oddělení částí při taž ený ch magneti c ký m polem k sekundárnímu dílu a popřípadě k následnému uvolnění prstů, rukou činohou. LA Ni kdy neumi sť uj te sekundární díl li n. motoru j eho magneti cky akti v ním pov rchem směrem k feromagneti c ký m č ástem z aříz ení. Ni kdy neumi sť uj te pri mární díl li n.motoru do z aříz ení přímo protidílu sekundárnímu. Před montáž nímiprac emina z aříz eních, kde j e j i ž sekundární díl nai nstalov án, opatřete tento díl nemagnetickým krytem s elektromagneti c kou mez erou ši rokou asi25mm ( například dřev ěná deska tloušť ky 25mm) . Vyhněte se j akémukolisamov olnému pohybu ( důsledek magneti cký c h si l)p rimárních a sekundárních dílu li n.motoru, které j eště nebyly v estav ěny. Vyhněte se samov olnému pohybu sekundární nebo pri mární částili n. motoru potom, co j i ž byla sestavena trasa lineárního motoru. Je-lito nutné, užívej te speci ální montáž ní pomůc ky. 4. Silová charakteristika lineárního motoru Obecně j sou li neární motory proj ektov ány stej ně j ako serv omotory spíš e pro dynami cké procesy s širokým intervalem rychlostí posunu a s proměnnou zátěží, než pro trvalá zatížení S1 s konstantní zátěží a s konstantní rychlostí. Z tohoto důvodu mohou být motory zatěžovány podstatně většímisi lami( proudy)než j menov i tý mi , pokud j ej i ch střední ef ekti v ní hodnota nepřekroč í j menov i té hodnoty pro trv alou z átěž S1. 6 Blank 7