Lineaarimoottorit ja niiden sovelluskohteet
Tikka, Petri (2018)
2018
Sähkötekniikka
Tieto- ja sähkötekniikan tiedekunta - Faculty of Computing and Electrical Engineering
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2018-01-10
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201801031005
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201801031005
Tiivistelmä
Tässä työssä perehdyttiin lineaarimoottoreihin ja niiden sovelluskohteisiin. Lineaarimoottoreiden teoriapohja on sama kuin tavallisilla pyörivillä sähkömoottoreilla. Erona tavalliseen pyörivään sähkömoottoriin, lineaarimoottorin roottori ja staattori on levitetty tasaiseksi levyksi. Lineaarimoottoreissa magneettikentässä olevan virrallisen johtimen ja magneettikentän välille syntyy lineaarinen työntövoima. Moottorin ensiöpuoli koostuu ajokäämeistä, joihin moottorityypistä riippuen johdetaan tasavirtaa tai vaihtovirtaa. Toisiopuolella induktiomoottorilla on häkkikäämitys, reluktanssimoottorilla uritettu teräslaminointi ja tasavirtamoottorilla sekä tahtimoottorilla sähkömagneetti tai kestomagneetti.
Lineaarisessa tasavirtamoottorissa ja tahtimoottorissa voidaan magnetointi tuottaa yksi- tai kaksipuoleisella magneettiradalla tai magneetit voivat olla pyöreässä tangossa. Erityyppisillä magnetointitavoilla pyritään saavuttamaan mahdollisimman voimakas magneettikenttä ajokeloille. Magneettikenttää voidaan parantaa myös käyttämällä rautasydäntä ajokäämien kanssa. Tällä tavoin saadaan magneettikenttä keskittymään paremmin ja moottorista tulee näin häviöttömämpi.
Lineaarimoottoreiden valttina erilaisissa sovelluskohteissa on niiden suuri kiihtyvyys, laaja-alainen liikenopeus sekä selkeä ja yksinkertainen rakenne. Jos tavallisella pyörivällä sähkömoottorilla halutaan saada aikaiseksi lineaarinen liike, vaatii se käyttöön vaihteita, kuularuuveja tai hihnoja. Tällaisissa käytöissä lineaarimoottorilla saavutetaan säästöjä, kun tarvitaan vähemmän osia sekä huoltokulut laskevat, kun on vähemmän kuluvia osia.
Hyvien voima ja nopeus sekä tarkkuus ominaisuuksiensa takia lineaarimoottoreita on käytetty muun muassa Maglev-junissa sekä erilaisissa hissi- ja kärrykäytöissä. Lineaarimoottoritekniikka kehittyy edelleen ja mahdollistaa tulevaisuudessa moninaisten uusien lineaarisenliikkeen sovelluskohteiden rakentamisen ja kehittämisen, kuten esimerkiksi huippunopeiden Hyperloop yhteyksien luomisen.
Lineaarisessa tasavirtamoottorissa ja tahtimoottorissa voidaan magnetointi tuottaa yksi- tai kaksipuoleisella magneettiradalla tai magneetit voivat olla pyöreässä tangossa. Erityyppisillä magnetointitavoilla pyritään saavuttamaan mahdollisimman voimakas magneettikenttä ajokeloille. Magneettikenttää voidaan parantaa myös käyttämällä rautasydäntä ajokäämien kanssa. Tällä tavoin saadaan magneettikenttä keskittymään paremmin ja moottorista tulee näin häviöttömämpi.
Lineaarimoottoreiden valttina erilaisissa sovelluskohteissa on niiden suuri kiihtyvyys, laaja-alainen liikenopeus sekä selkeä ja yksinkertainen rakenne. Jos tavallisella pyörivällä sähkömoottorilla halutaan saada aikaiseksi lineaarinen liike, vaatii se käyttöön vaihteita, kuularuuveja tai hihnoja. Tällaisissa käytöissä lineaarimoottorilla saavutetaan säästöjä, kun tarvitaan vähemmän osia sekä huoltokulut laskevat, kun on vähemmän kuluvia osia.
Hyvien voima ja nopeus sekä tarkkuus ominaisuuksiensa takia lineaarimoottoreita on käytetty muun muassa Maglev-junissa sekä erilaisissa hissi- ja kärrykäytöissä. Lineaarimoottoritekniikka kehittyy edelleen ja mahdollistaa tulevaisuudessa moninaisten uusien lineaarisenliikkeen sovelluskohteiden rakentamisen ja kehittämisen, kuten esimerkiksi huippunopeiden Hyperloop yhteyksien luomisen.
Kokoelmat
- Kandidaatintutkielmat [9203]