معرفی، شبیه سازی و بررسی تجربی موقعیت دهنده صفحه ای اجسام مبتنی بر تکنولوژی موتور سنکرون خطی با آهن ربای دائم

هدف از پژوهش حاضر، طراحی و ساخت عملگری است که با استفاده از نیروهای عکس العمل میان سیم پیچ های حامل جریان در استاتور و چیدمانی از آهن ربای دائمی (چیدمان هالباخ) متصل به متحرک، جابه جایی یک پایه متحرک و موقعیت دهی اجسام انجام گیرد. به این ترتیب با توجه به موقعیت اولیه و موقعیت مطلوب توزیع جریان در سیم پیچ های استاتور به گونه ای تغییر می کند تا نیروی لازم برای انتقال متحرک به موقعیت مطلوب فراهم شود. در این پژوهش از ترکیب موتورهای سنکرون خطی با آهن رباهای دائمی برای ایجاد حرکت در دو بعد استفاده می شود. استاتور شامل دو دسته سیم پیچ مستطیلی است که به صورت عمود برهم نصب شده اند. متحرک شامل چهار چیدمان آهن ربا هالباخ تخت است. دو چیدمان برای ایجاد حرکت در راستای x و دو چیدمان دیگر به منظور ایجاد حرکت در راستای y مورد استفاده قرار می گیرد. ابتدا رابطه بین نیرو و کاموتاسیون جریان به شکل تحلیلی ارائه شد، سپس پارامتر های طراحی از قبیل ابعاد متحرک و فضای کاری انتخاب شده و متناسب با آنها، ابعاد آهن رباهای مورد نیاز برای ساخت چیدمان تعیین شد و با توجه به ابعاد چیدمان، ابعاد و تعداد دور سیم پیچ ها نیز مشخص شد. با استفاده از پارامتر های طراحی به روابط کاموتاسیون، شبیه سازی حرکت صفحه ای عملگر انجام گرفت. نتایج به دست آمده مطابقت زیادی با روابط تحلیلی داشت. آزمایش های تجربی برای بررسی قابلیت موقعیت دهی و حرکت دو بعدی متحرک انجام گرفت. دقت عملگر ساخته شده ۵میلی متر و حداقل زمان پاسخ برای عملگر ۵/۰ثانیه است. کمترین مقدار خطا در موقعیت ۲۵میلی متری اتفاق می افتد. علت آن می تواند در نزدیک بودن این موقعیت به دوره ی تناوب مغناطیسی موتور باشد.

کلیدواژه ها:

Positioning ، Magnetic Finite Element Analysis ، Synchronous Linear Motor ، Halbach array ، موقعیت دهی ، تحلیل اجزای محدود مغناطیسی ، موتور سنکرون خطی ، چیدمان هالباخ