Analiza wpływu zmian obwodu magnetycznego stojana na statyczne własności modelu elektromagnetycznego silnika liniowego

W pracy dokonano analizy wpływu zmian wymiarów geometrycznych obwodu magnetycznego stojana na charakterystyki statyczne liniowego silnika krokowego z magnesami trwałymi. Stator silnika liniowego zbudowany jest z szeregu cylindrycznych cewek obudowanych ferromagnetykiem. Biegnik silnika zbudowany jest z pierścieniowych magnesów trwałych i ferromagnetycznych przekładek. Analizie poddano siły elektromagnetycznego oddziaływania pomiędzy statorem i biegnikiem dla sekwencyjnego zasilania cewek. Dla stałej podziałki biegnika wyznaczone zostały zależności siły elektromagnetycznej w funkcji geometrii cewek i ferromagnetycznej obudowy. Wyznaczono wartość maksymalną, minimalną i średnią siły elektromagnetycznej w funkcji zmiennej niezależnej geometrycznej. Jako kryteria oceny przyjęto również stosunek wartości średniej siły do maksymalnej oraz pracę mechaniczną liczoną jako całkę z siły na drodze ruchu biegnika. Dokonano porównania wartości sił maksymalnych, średnich oraz względnych w funkcji wymiarów geometrycznych stojana.

In this paper, the static characteristics as a function of changes in geometric dimensions of the stator magnetic circuit of the linear stepper actuator with permanent magnets is presented. The stator is built from a series of cylindrical coils encapsulated with ferromagnetic case. The runner is made of permanent magnet rings connected with ferromagnetic spacers. The electromagnetic interac-tion between the stator and the runner for the sequential supply of coils was analyzed. The electro-magnetic force as a function of the geometry of the coils and the ferromagnetic housing for the con-stant graduation of the runner was determined. The maximum, minimum, and average values of the electromagnetic force as a function of the geometric independent variable were determined. The ratio of the mean force to the maximum, and mechanical work calculated as the integral of the force on the path of the runner was adopted as the evaluation criteria. A comparison between the maximum, average and relative values of forces as a function of the geometric dimensions of the stator was made.