Lineaarikoneet nyt ja tulevaisuudessa
Ranta, Jesse (2021)
2021
Tieto- ja sähkötekniikan kandidaattiohjelma - Bachelor's Programme in Computing and Electrical Engineering
Informaatioteknologian ja viestinnän tiedekunta - Faculty of Information Technology and Communication Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2021-04-30
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202104273771
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202104273771
Tiivistelmä
Lineaarista liikettä hyödyntävät sähkökoneet eli lineaarikoneet ovat yleistymässä erilaisissa ratkaisuissa. Aiemmin on jouduttu käyttämään voimansiirtosysteemejä, jotta perinteiset pyörivää liikettä käyttävät sähkökoneet voisivat käyttää lineaarista liikettä. Tässä työssä tarkastellaan eri lineaarikoneiden malleja ja niiden käyttökohteita nykypäivänä ja tulevaisuudessa. Työn tavoitteena on käsitellä lineaarikoneiden hyötyjä ja haittoja sekä tutkia millaisissa erilaisissa sovelluksissa lineaarikoneita olisi järkevä käyttää.
Ensimmäiseksi työssä käsitellään eri lineaarikonetyyppejä. Epätahtikoneet ja tahtikoneet käsitellään tarkemmin ja joitakin erikoisempia koneita mainitaan. Epätahtikoneista ja tahtikoneista käydään läpi erilaisia mahdollisia rakenteita. Seuraavaksi työssä tutkitaan lineaarikoneiden mallinnusta ja esitellään kaavoja, joilla voidaan laskea koneiden voimia. Kaavoista tutkittiin, mitä parametrejä pitäisi säätää tietyn voiman muuttamiseksi. Lopuksi esitellään lineaarikoneiden käyttökohteita. Eri kokoluokan käyttökohteisiin on valittu esimerkkejä, joita käydään tarkemmin läpi. Tämän hetken ja tulevaisuuden käyttökohteet on eritelty eri lukuihin.
Lineaarikoneille paljastui useita etuja. Ne eivät vaadi pyörivien sähkökoneiden tapaista voimansiirtoa, jolloin myös huollon tarve vähenee. Lineaarikoneiden rakenne mahdollistaa kompaktin koon useisiin sovelluskohteisiin. Niitä pystyy myös säätämään hyvin tarkasti. Haitaksi huomattiin erityisesti huonompi hyötysuhde. Se kuitenkin usein kompensoituu koko systeemin mittakaavassa, koska ei ole voimansiirtoa laskemassa hyötysuhdetta. Käyttökohteita löytyi monista tapauksista. Pienemmissä systeemeissä hyödynnettiin lineaarikoneiden pientä kokoa ja tarkkaa säädettävyyttä. Suuremmissa systeemeissä hyödynnettiin usein magneettista levitaatiota. Magneettisessa levitaatiossa kohde pidetään ilmassa magneettikenttien avulla, jolloin liikkuessa ei synny kitkaa. Magneettista levitaatiota hyödynnettiin etenkin erilaisissa junissa.
Ensimmäiseksi työssä käsitellään eri lineaarikonetyyppejä. Epätahtikoneet ja tahtikoneet käsitellään tarkemmin ja joitakin erikoisempia koneita mainitaan. Epätahtikoneista ja tahtikoneista käydään läpi erilaisia mahdollisia rakenteita. Seuraavaksi työssä tutkitaan lineaarikoneiden mallinnusta ja esitellään kaavoja, joilla voidaan laskea koneiden voimia. Kaavoista tutkittiin, mitä parametrejä pitäisi säätää tietyn voiman muuttamiseksi. Lopuksi esitellään lineaarikoneiden käyttökohteita. Eri kokoluokan käyttökohteisiin on valittu esimerkkejä, joita käydään tarkemmin läpi. Tämän hetken ja tulevaisuuden käyttökohteet on eritelty eri lukuihin.
Lineaarikoneille paljastui useita etuja. Ne eivät vaadi pyörivien sähkökoneiden tapaista voimansiirtoa, jolloin myös huollon tarve vähenee. Lineaarikoneiden rakenne mahdollistaa kompaktin koon useisiin sovelluskohteisiin. Niitä pystyy myös säätämään hyvin tarkasti. Haitaksi huomattiin erityisesti huonompi hyötysuhde. Se kuitenkin usein kompensoituu koko systeemin mittakaavassa, koska ei ole voimansiirtoa laskemassa hyötysuhdetta. Käyttökohteita löytyi monista tapauksista. Pienemmissä systeemeissä hyödynnettiin lineaarikoneiden pientä kokoa ja tarkkaa säädettävyyttä. Suuremmissa systeemeissä hyödynnettiin usein magneettista levitaatiota. Magneettisessa levitaatiossa kohde pidetään ilmassa magneettikenttien avulla, jolloin liikkuessa ei synny kitkaa. Magneettista levitaatiota hyödynnettiin etenkin erilaisissa junissa.
Kokoelmat
- Kandidaatintutkielmat [8997]