Lineer Motor

Mekanik hareketi dairesel bir hareket olmayan yatay eksen (x yada y eksenleri) üstünde hareket eden motorlara lineer motor adı verilir. Yani lineer motorlar, x ve y yönlerinde yada x ve y düzleminde herhangi bir vektör yönünde hareket ederler. Lineer motor imalatı yapılırken, lineer servo motor bir gövde üzerinde iki ortogonal elektromanyetik alanı içerir. Bu alanı bitirmek için demir nüve kare biçiminde yapılmalıdır. Bu durumda iki eksenli lineer step motor meydana getirilir.

Linner step motorlara 1969 yılında Kaliforniya’ da yapılan sawyer adım motoru örnek olarak gösterilebilir. Aşağıdaki resimde lineer adım motor ve sürücüleri görülmektedir.

lineer-motor-ve-suruculeri

Lineer motor ve sürücüleri

Linear motor iki ana mekanik bileşenden meydana gelir. Gücü meydana getiren birinci bileşen hareketli armatürdür. Armatürün endüktöre sabitlendiği (demir nüve) bölüm, ikinci bileşendir. (Şekildeki gibi)

İki Fazlı Lineer Motor Şeması

Armatür ve endüktör (stator) arasında sabit bir mil yatağı (hava aralığı) vardır. Hava aralığı kapalı geometrik biçimde dönmeyi sağlar. Yükü harekete geçirmek demir nüve uzunluğuna bağlı olan güçle değişmektedir. Bu değişim, bir yükü getiren motorun endüvi hareketine benzemez. Ayrıca güç iletimi için mekanik üstünlükleri de yoktur.

Lineer step motor, şekilde görüldüğü gibi dört kutuplu iki elektromıknatıs (EM) ve sabit mıknatıs (PM) meydana gelir.

Lineer Motorların Çalışması

Lineer motor çalışma prensibi; Demir nüvenin üst ve manyetik alanın alt noktaları arasında hava aralığı meydana gelir. Kutup yüzeylerine sawyer motordaki gibi oluklar açılır. Örnekte görüldüğü gibi oluklar, demir nüvenin biçiminde yapılır. Oluklar arasında olan boşluklar manyetik olmayan maddelerle doldurulmuştur. Düz yüzeyler manyetik demir nüvenin üst ve alt noktasında hava aralığı meydana getirir. Manyetik alan içindeki küçük delikler hava basıncı sağlar, bu sayede iş gerçekleşir. Bu hava aralığında göz ardı edilemeyecek bir hareketli sürtünme yüzeyi meydana getirir.

Sabit mıknatıs, demir nüve ve manyetik alanının olmadığı bölümü birlikte etkisi altına alır. (Bu kısma hava aralığı dahil değildir.) Buna bağlı olarak demir nüvenin üstündeki manyetik alan alta yada üste doğru hareket ettirebilir. Akım olmadığında PM akışı hava aralığındaki şekli demir nüve ve EM akışı EM’ nin iki kutubunda da eşitir. Manyetik kutuplar, yaklaşık olarak aynı relüktansa sahip oldukları için PM akışı EM’ nin iki kutbunda da eşittir. (Yukarıdaki şekilde 3. ve 4. kutuplar gösterilmiştir).

Eğer akım, elektromıknatıslar tarafından anahtarlanırsa bu halde değişim olur. Genellikle sabit mıknatıs tarafından meydana gelen akım, manyetik alan sargılarında üretilen akıma yaklaşık olarak eşit olur. Bu şu demektir; yani akım değiştiği zaman manyetik akı, maksimumdan sıfıra kadar değişir.

lineer-adım-motoru

Demir nüvenin dişleri ile elektromanyetik alan arasındaki değişim, demir nüveye paraleldir. Ama dişlere dik biçimdedir. EM dişleri bir kutuptan diğer kutba doğru sıralandığından PM akışı kutup dişlerinin birleşim yerinde sabit mıknatıs tarafında değiştirilir. Böylece teğetsel kuvvet, demir nüve ve elektromanyetik alan boyunca hareket eder. Ayrıca elektromanyetik alan ile demir nüveyi birbirine doğru çeken ve hava aralığı için bir ön yük meydana getiren kuvvet mevcuttur.

Yukarıdaki şekilde (a-d) yazıda anlattığımız işlemler görülmektedir. İki şeklimizde de akım ve manyetik akının yönleri oklar ile gösterilmektedir. Eğer elektromıknatısta manyetik alan meydana gelirse maksimum akı yoğunluğu ikinci kutupta da aynı hızda meydana gelir. Yukarıdaki şekilde (a) da gösterilmektedir.

EMA Enerjisi Kesik, EMB Enerjili

Maksimum akı yoğunluğu 3. kutupta en yüksek, 4. kutupta ise en düşük meydana gelir. 3. kutuptaki bu kuvvet demir nüvenin sağında olan kutupla aynı sıraya gelir iken dişin sağa doğru hareketi dörtte bir gerçekleşir. Yukarıdaki şekilde (b) de motor ve elektromanyetik alan ilişkisi gösterilmektedir.

EMB Enerjisi Kesik, EMA Enerjili

Bu durumda hareket sağa doğru olur. Yukarıda (a) da gösterilmiştir. 1. Kutbun akı yoğunluğu en yüksek değerde, 2. Kutbun akı yoğunluğu en düşük değerdedir. (PM uygulaması 3. ve 4. kutuplarda oluşmuştur.) Şekil (c) de EM alanı gösterilmiştir.

Kısaca; EMA’ nın enerjisi kesilip, EMB’ ye enerji verilirse 4. Kutup yüksek akım, 3. Kutupta ise düşük akı yoğunluğu meydana gelir. (bu durumda 1. ve 2. kutuplara PM uygulanmıştır). Bir devri meydana getirmek için şekil a’da gösterildiği gibi EMA’ ya enerji verilir ve sistem hareketi demir nüvenin bir dişi kadar olur. Bir periyot boyunca akımın frekansı, EM alanın hareket hızıyla belirlenir.

Öncede anlatıldığı gibi lineer adım motorlar direkt sürücülü motorlardır. Direkt sürücülü, kontrol rezolüsyonu ve yükü sürmek için uygulanan kuvvet motorun yeteneğidir.

Yani herhangi bir uygulama için gerekli dişli rezolüsyonu mikro adım motor kontrolü için istenilen rezolüsyonda kullanılması daha iyidir. Ayrıca motor sürücü devresi için çizilen hız-kuvvet eğrisi, motorun işlem hızı üzerindeki gerekli kuvvetleri üretebilecek durumda olmalıdır.

Lineer adım motorlarda yukarıda anlatılan aynı özellikler görülür ve senkronize kayıpları step motorun rotorunda olduğu gibidir. Fakat bu tür motorların kontrolü iki karakteristik açısından daha zordur. Bunlardan birincisi devrenin kendisinde olan spring’ dir. Motor armatürü iki dişli aralığı, genişliğe kadar kısma oturur. Bundan dolayı, bu harici kuvvetlerin giderilmesi gerekir. Eğer armatür hareketini engelleyen bu kuvvetlerin etkisi giderilmezse motorun senkronize kayıpları çok olacaktır.

Mikro step motorların kontrolünü zor duruma getiren ikinci karakteristik ise, hava aralığı yüzeyinde armatür rezonansı meydana getiren karakteristiktir. Yani spring kütlesinin sönümünü sağlayan armatür ve engelleyici kuvvet tarafından meydana getirilen bir faktör vardır. Bu koşul motorun uyarılması için gereken akım frekansı rezonans frekansına yakındır. Yani hareket boyunca istenmeyen karışıklıktan dolayı motorun rezonans frekansına gelmesi uzun sürebilir.

Lineer Step Motor Avantajları

  • Direk sürücü motorlarıdır.
  • Linner motorun yüksek güvenliği vardır.
  • Lineer motor gerekli işlemleri yerine getirmek için az ve basit devre elemanlarından meydana gelir.
  • Lineer motor uzun mesafeler arasında yüksek hızlı hareket ederken,yüksek hassasiyete sahiptir
  • Lineer motor hava aralığı hemen hemen manyetik alandan bağımsız olduğu için, lineer step motor bakım gerektirmez.

Lineer step motorların lineer sürücü kartları fiyatı, sık olarak kullanılan servo motor ve geri besleme (feed back) kartına göre yüksektir. Lineer motor fiyatları yüksek olduğu için gerekli elektronik sürücüler osilasyonu ve senkronize kayıtları azaltır. Kuvvet azalmasını ve hız artışını sağlar. Lineer step motoru endüstriyel robotlarda fazla kullanılmazdı. Lineer motor firmaları maliyetleri düşürdüğü için direkt sürücü motorlar minimum eleman kullanarak kendisine uygulama alanları bulmuştur.

Lineer Aktüatör

Lineer aktüatör, düşük voltaja sahip DC motorun dönme hareketini doğrusal (lineer) harekete çeviren (itme ve çekme hareketlerini sağlamak için) aletlerdir. Elektrikli lineer aktüatörler bir motor, bir dişli yatak ve dönmeyi sağlayan bir somuna sahiptirler. Komple bir aktüatör çözümü, aktüatörün kullanımı için bir ya da daha fazla aktüatör, bir kontrol kutusu ve kontrol aleti içerir. Birden fazla aktüatörün tek bir kutu ve kontrol cihazı ile kumandası anlamına gelir.

Benzer Yazılar

YAZAR : Admin

Elektronik Mühendisi X-Işınlı Görüntüleme Sistemleri Test Kontrol ve Kalibrasyon Uzmanı (Sağ.Bak.)

BU YAZIYI DA İNCELEDİNİZ Mİ ?

Lineer Motor Kullanım Alanları

Lineer motorların kullanım alanları bilhassa yüksek hız, ivme ve hassasiyetin önemli olduğu alanlarda mucize bir …

Bir cevap yazın