Всем Здравствуйте.
Сам я технолог по металлообработке и не сильно шарю в электроприборах, поэтому прошу помощи у Вас.
Хотелось бы создать цилиндрический линейный электродвигатель постоянного тока со следующими характеристиками: напряжение не более 12В; перемещение штока 100...150 мм; диаметр неодимовых магнитов 10 мм, длина 20 (возможно лучше другие?, но диаметр хотелось бы не более 10мм); перемещение штока простое с максимально возможной скоростью из точки А в точку В, возврат в А под действием пружины.
Из того что смог найти в интернете, эта картинка:
[url=http://img.radiokot.ru/files/120927/medium/15zqh99e3d.JPEG]
До чего дошел сам: фото + пояснение:
[url=http://img.radiokot.ru/files/120927/medium/15zqj2a1t3.jpg]
1. Катушки (обозначены w, v, u,) я разделил на блоки. Получилось 4 блока по три катушки.
2. Для перемещения штока необходимо подать напряжение на соответствующие катушки: 1v (катушка v в 1-ом блоке) 3v (катушка v в 3-ем блоке); далее 1u 3u; 2w 4w; и так далее...
Далее у меня возникли следующие вопросы:
1. Правильно ли я все делаю?
2. Нужны ли эти проставки между магнитами? Я так понял, что они должны быть из немагнитного материала?
3. Как будут соотносится длина магнита и длина катушки?
4. Как изготовить катушки: толщина провода; количество витков; нужны ли буферы между катушками; мотать все катушки в одном направлении или в разном; какой провод использовать (материал, с диэлектриком или без) и т.д.?
5. И самое главное: Как будет выглядеть схема управления данной конструкцией? Здесь у меня шансов разобраться совсем нет.
6. Если кто сможет примерно сказать какое усилие будет на штоке?
Заранее благодарю Всех откликнувшихся!

На старых ЭВМ типа М5000 и подобным в дисковых накопителях типа Р414 применялось линейное перемещение магнитных головок. Ход головок был примерно 120-140 мм. Дело было в середине 80-х, так что не гарантирую точность воспоминаний.
Точно помню, что 414, а букву могу спутать. Так вот. Катушка двигателя была одна. Намотана в один слой на каркасе диаметром примерно 70 мм. Провод намотки 0.45 мм. И магнит один,который был внутри катушки. Усилие перемещения порядка 3 кг. За счет высокой скорости перемещения удержать руками было не возможно - просто вырывало из пальцев. Точность позиционирования примерно 0,2 мм. Блок управления был размером мм по 150 ребро куба. Но при современной элементной базе это будет с пачку сигарет, может меньше. Выпускал это приводы Вильнюс. Может не только он, но у нас были оттуда.
Можно попробовать поискать в инете информацию.

Спасибо за быстрый ответ. Попробую поискать информацию. Но хотелось бы что-нибудь более компактное. По конструкции примерно вот так:

Наружный диаметр статора примерно 25...30 мм.

Думаю, что габариты определялись кронштейном, к которому крепились головки. Там целая система. Кроме того, головок было две (сверху и снизу диска). Двигалась, к стати, катушка к которой внутри все и крепилось. Сам "штырь" магнитопровода всего миллиметров 10-12. Ну и совсем не обязательно круглую форму. Прямоугольник поедет ничем не хуже.

не бывает двигателей постоянного тока . только переменного , ну кроме униполярки
на форуме есть темы о линейных двиглах втч. люди делали. поиск заюзайте "линейный двигатель "

Спойлер

- Папа, это же невидимые рыбы.
- Так не бывает.
- Бывает, только не все верят.
(с)

Тему читал. Вот она viewtopic.php?f=21&t=40766&start=100 но ответов на свои вопросы так и не нашел (может плохо искал). К тому же люди, из этой темы, давно не появлялись на сайте, поэтому думаю что она уже "мертвая". Поиски, форумы и google юзаю уже несколько месяцев, как есть время, но вопросы как видите остались.
А что значит "не бывает двигателей постоянного тока"?

Спойлер

Наибольшее распространение в транспорте и для больших линейных перемещений получили асинхронные и синхронные линейные двигатели, но применяются также линейные двигатели постоянного тока и линейные электромагнитные двигатели.https://ru.wikipedia.org/wiki/Линейный_двигатель

это нечто очень даже теоретическое и даже философское, но в этом вся наша Жисть
Во всех двигателях чтобы завершить цикл нужно поменять местами + и -, и тогда начнется новый круг, а без этого никак. Все двигателт с двумя клемами маркированными как + и - на самом деле имеют внутренний инверто осуществляющий переполяцию тех контактов, например механический коллектор
Правда есть всякие хитрости, как вы и сами написали Шкворень можно подпружинить, так или сяк, и тогда мы можем давать на катухи униполярные импульсы, но это будет Дрыгало какоето, а не двигатель

В принципе такое "Дрыгало" мне и надо: под действием импульса рабочий орган (шток) перемещается на 100...150 мм, а пружиной возвращается на место.

так а для чего Вы не пишете.. линейное усилие (крут.момент для вращающихся) пожалуй главнейший параметр которым задаются в начале и от этого пляшут

Ну,... согласно вот этого желаемого пункта вашего ТЗ :
Данный вид линейного двигателя, обзывается - ЭЛЕКТРОМАГНИТ.

Для чего всё это мне? У нас на работе есть так называемые "предложения по улучшениям" (по кайдзен "Непрерывные изменения") и у меня возникла идея модернизировать элемент конструкции на предложенный мной вариант в теме.
Что мне нужно от конструкции: шток должен удерживаться в начальном положении возвратной пружиной надежно; при перемещении шток должен сжать возвратную пружину и переключить скажем "выключатель". Соответственно усилие на штоке должно быть хотя бы 5 кг (как мне кажется). Таких циклов перемещения-возврата должно быть 700...800 в минуту.
Как-то так. В общем есть желание сделать и поэкспериментировать.

возьмите готовый мотор и пределайте к нему коленвал

Разговаривал я с одним человеком по этому вопросу. Он сказал, что простой электромагнит с теми параметрами, которые я хочу, не сможет переместить шток на 100...150 мм. А ещё и при этом сжать возвратную пружину.

Добавлено after 3 minutes 10 seconds:

Не вариант. Ограниченное пространство. Не влезет.
Хотелось бы услышать решение моей проблемы, а не пути её обхода.

Не совсем понял что там двигаться будет. Если надо двигать предмет массой 5 кг с такой скоростью на такое расстояние, то минимальная сила (если движение по синусу) будет нужна такая:

5 кг * ( 0,15 м / 2 ) * ( 2 * п * 800 1/мин / 60 )^2 ≈ 2`600 Н

2,6 килоньютона — это сила, соответствующая весу 270 кг гирьки, и это только в наилучшем случае синусоидального движения. Если же движение будет рывкообразное, то сила в пиках будет ещё больше. Никакие электромагниты при указанных вами размерах не смогут обеспечить такое усилие.

А я вот никогда не видел живого кита.
Но ведь не утверждаю на этом основании, что они не существуют.

Ну вот мы и подошли к сути вашей проблемы,... долго и нудно пытаясь всё же "выдавить" из топикстартера параметры задачи (ну, в общем как обычно)

5000 грамм, на длину 150 миллиметров, при частоте цикла 12 герц.
(и это ещё не учитывая остальных данных, в данном вопросе)

Резюме простое => ЗАБЫТЬ и жить дальше.



P.S. Такой кунштюг можно провернуть либо эксцентриситетом (ака коленвал), либо электромагнитом (за биг бабло), либо пневматикой.

Убойный молоток изобретается...
Только пневматика , или коленвал с обычным моторчиком. Электромагнит, по ходу, на таких частотах работать не сможет.

Спасибо Вам за подсказку. Увлекся и совсем забыл про механику и колебания. Однако позвольте не согласится.
1. Вы рассматриваете колебание груза под действием одной силы относительно середины траектории. Как мне кажется это не совсем то. В моем случае сила электродвигателя должна придать ускорение штоку, а шток возвращается в исходное положение под действием пружины. Для большей наглядности (только заменить силу газов на силу, создаваемую эл. двигателем):

Спойлер

[youtube]https://www.youtube.com/watch?v=yNF2ZkHqMAQ[/youtube]

Исходя из этого необходимо определить ускорение, которое должен иметь шток, для обеспечения частоты 12 циклов в сек. Следовательно, 1 цикл будет происходить за 1/12 сек., а одно перемещение на L=150 мм - за 1/24 сек. Из формулы S=So+Vo*t+(a*t^2)/2 получим a=(2*0,15)/(1/24)^2=172,8 м/с^2.
2. По поводу массы: 5кг - это я прикидывал усилие на штоке (масса "затвора со штоком"=0,7...0,8 кг + усилие с которым необходимо сжать пружину =40Н)
Получаем, что Fэл двиг.=m*a + Fпружины (масса рабочего органа со штоком 0,7...0,8 кг). Но все ровно получается ЖОПА (Fэл.двиг.>180Н).
Поэтому давайте забудем про 700...800 циклов в мин., а просто постараемся получить максимальную Fэл.двиг. с учетом: масса подвижной части 0,8 кг; длина перемещения L=0,1 м.

типо такого :
https://m.youtube.com/watch?v=6BBx8BwLhqg

Это шутка? Если да, то не очень смешная.
Для меня это больше эксперимент; попытка попробовать что-то улучшить. Если не получиться - тогда хрен с ним. Вы не думайте, что если я подам предложение, то мне заплатят миллионы. Здесь больше профессиональный интерес, попытка получить новые знания в том что отстает.