Rotary-linear induction motor based on the standard 3-phase squirrel cage induction motor – constructional and technological features

• Autorzy: Szczygieł M. , Kluszczyński K.

Identyfikatory

DOI

10.4467/2353737XCT.15.059.3859

Warianty tytułu

PL

Silnik indukcyjny obrotowo-liniowy na bazie standardowego 3-fazowego silinika klatkowego – cechy konstrukcyjne i technologiczne

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Induction motors with some degrees of freedom (more than one) belong to unconventional drives which offer wider possibilities of motion than traditional drives. These motors constitute a small group of electric drives, however, new requirements for mechatronic devices are the cause of growing interest in their steady and regular development. As far as rotary-linear motors are concerned, they can be used in devices dedicated to mixing and drilling ensuring both rotary and linear movements. Because of the complex construction of such motors, their manufacturing process is expensive. In order to reduce these costs, the authors develop and propose the concept of the 3-phase rotary-linear machine built-up on the basis of a standard 3-phase squirrel-cage motor. This approach results in the significant reduction of manufacturing costs through the use of prefabricated parts (e.g. complete stator, stack of stator sheets, motor housing), as well as allowing the partial adoption of technologies used for standard induction motors.

PL

Silniki indukcyjne o wielu stopniach swobody są napędami niekonwencjonalnymi, które charakteryzują się szerszymi możliwościami ruchu niż tradycyjne napędy realizujące wyłącznie ruch liniowy lub ruch obrotowy. Prognozuje się szerokie zastosowanie silników obrotowo-liniowych jako napędów niekonwencjonalnych w urządzeniach, w których moduł obrotowy odgrywa rolę napędu głównego (roboczego) urządzenia, a moduł liniowy odgrywa rolę aktuatora o ruchu postępowym (napędu pomocniczego pozycjonującego końcówkę roboczą). Taki napęd może być wykorzystany przede wszystkim w urządzeniach do mieszania i mielenia. Ze względu na nietypową budowę silników indukcyjnych obrotowo-liniowych i konieczność zastosowania niestandardowych technologii ich proces produkcji jest kosztowny. W celu ograniczenia kosztów ich wytwarzania zaproponowano koncepcję budowy 3-fazowego silnika indukcyjnego obrotowo-liniowego na bazie elementów składowych 3-fazowego silnika indukcyjnego klatkowego. Postępowanie to opisano w sposób szczegółowy na przykładzie 3-fazowego silnika klatkowego typu ShR90X-8M produkowanego seryjnie. Takie podejście powoduje znaczące obniżenie kosztów wytwarzania silnika o 2 stopniach swobody dzięki wykorzystaniu gotowych elementów 3-fazowego silnika indukcyjnego (w szczególności: kompletnego stojana, pakietu blach, korpusu silnika), a równocześnie umożliwia dostosowanie technologii wytwarzania takiego złożonego przetwornika elektromechanicznego do istniejącego procesu produkcyjnego 3-fazowych silników indukcyjnych.

Słowa kluczowe

EN

squirrel cage induction motor; rotary-linear induction motor; design process; technology process

PL

silnik indukcyjny klatkowy; silnik obrotowo-liniowy; konstrukcja wykonania; technologia wykonania

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Elektrotechnika
• Rocznik: 2015
• Tom: Y. 112, iss. 1-E
• Strony: 395--406
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., il., wykr.

Twórcy

autor

Szczygieł M.

• Department of Mechatronics, Faculty of Electrical Engineering, Silesian University of Technology

autor

Kluszczyński K.

• Department of Mechatronics, Faculty of Electrical Engineering, Silesian University of Technology

Bibliografia

• [1] Szczygieł M., Modelowanie silnika indukcyjnego o dwóch stopniach swobody ruchu oraz badanie jego właściwości eksploatacyjnych przy wykorzystaniu magnetoreologicznego hamulca obrotowo-liniowego, Ph.D. Thesis, Silesian University of Technology, Gliwice 2011.
• [2] Szczygieł M., Trawiński T., Pilch Z., Kluszczyński K., Modeling the bench for electromechanical devices with two degrees of freedom, Przegląd Elektrotechniczny (Electrical Review), 2009, no. 12.
• [3] Kamiński G., Motors with rolling rotors, WPW, Warszawa 2003.
• [4] Mendrela E., Fleszar J., Gierczak E., Modeling of induction motors with one and two degrees of mechanical freedom, Kluwer Academic Publishers, Boston 2003.
• [5] Mashimo T., Toyama S., Micro Rotary-Linear Ultrasonic Motor for Endovascular Diagnosis and Surgery, IEEE International Conference on Robotics and Automation, Pasadena, CA, USA 2008,
• [6] Pan J.F., Cheung N.C., Guang-zhong Cao, Investigation of a rotary-linear switched reluctance motor, XIX International Conference on Electrical Machines (ICEM), 2010.
• [7] Bolognesi P., Taponecco L., A Novel 2-Freedom-Degrees Brushless Motor, 0-7803-7369-3/02 2002 IEEE.
• [8] Dabrowski M., Gieras J.F., Induction Motors with Solid-Rotor, PWN, Warszawa 1977.
• [9] Gieras J.F., Eastham A.R., Dawson G.E., Performance calculation for single-sided linear induction motors with a solid steel reaction plate under constant current excitation, IEE Proceedings Electric Power Applications, 1985, Vol. 132.
• [10] Gieras J.F., Saari J., Performance calculation for a High-Speed Solid-Rotor Induction Motor, IECON, Phoenix, Arizona, USA 2010.