Испытания прототипа, на основе которого создается двигатель для мембранных насосов

Испытания прототипа, на основе которого создается двигатель для мембранных насосов

 

Исследователи из Пермского Политеха спроектировали короткоходовой линейный двигатель для мембранных насосов. Чаще всего их используют в лакокрасочной, металлургической, авиационной, целлюлозно-бумажной и пищевой промышленности, в фармацевтической отрасли для перекачки и дозирования медикаментов, на химических производствах, в сфере добычи нефти, в ЖКХ и быту. Новая конструкция двигателя позволит уменьшить габариты насоса, повысить его производительность, надежность и практичность. Он сможет стать альтернативой зарубежным насосам.

Исследователи реализуют проект на средства гранта «Старт-1» Фонда содействия инновациям, который они получили в 2022 году. Размер поддержки составил 3 млн 985 тыс. рублей.

– Цилиндрические линейные вентильные двигатели универсальны. Их достаточно просто внедрить в существующие конструкции, а также создать на их основе новые конструкции. Кроме того, двигатели можно быстро адаптировать для решения необходимых задач. В отличие от традиционных электроприводов, в новой конструкции нет механического преобразователя между электродвигателем и рабочим органом. Эта особенность позволит уменьшить габариты насоса, повысить его надежность и эффективность, – рассказывает один из разработчиков, студент 4-го курса электротехнического факультета Пермского Политеха Максим Кужлев.

Конструкция включает трехфазную обмотку, которая при подаче переменного напряжения «запускает» возвратно-поступательное движение магнитного штока. Его скорость и направление можно регулировать, изменяя частоту питания. Линейный двигатель можно остановить с помощью подачи постоянного тока на обмотку.

По словам ученых, существуют пневматические и электрические мембранные насосы. В электрическом в качестве привода, который обеспечивает движение мембраны, выступает электродвигатель, а в пневматическом – газ под давлением. Двигатель разработчиков из Пермского Политеха заменит подачу газа под давлением и преобразование вращательного движения в поступательное. Это позволит сделать насос более выгодным в эксплуатации и обслуживании. Отсутствие редукторов, передач и вращающихся частей, а также минимум движимых элементов обеспечит повышенную надежность, повысит скорость работы двигателя и снизит потребление энергии. Двигатель можно будет поместить в насос и загерметизировать корпус, это поможет перекачивать жидкости, горючие вещества и газы без риска утечки.

– Конструкция включает металлический корпус, индуктор, шток, плату управления, оптический индикатор, датчики температуры и перемещения, концевые датчики и сетевое обеспечение питания. Длина двигателя составит до 10 см, диаметр – до 30 см, длина штока – 4-7 см. Потребляемая мощность от сети составит не более 4 кВт. Аппаратная часть разработки содержит микроконтроллер серии STM 32 с необходимой обвязкой для управления обмотками с током до 50 А, – поясняет научный руководитель разработчика, старший преподаватель кафедры «Электротехника и электромеханика» Пермского Политеха, ведущий инженер центра аддитивных технологий центра коллективного пользования Денис Опарин

 

Справка

С 1975 года на кафедре «Электротехника и электромеханика» Пермского Политеха работает одна из первых в России научных школ по линейным электродвигателям под руководством доцента, кандидата технических наук Александра Коротаева. В ее рамках ученые проводят теоретические исследования и разрабатывают действующие образцы цилиндрических линейных вентильных двигателей и системы управления ими.

 

Информация и фото предоставлены пресс-службой Пермского Политеха