Cuando alguien menciona un motor, la imagen que suele venir a la mente de la mayoría de las personas es la de algo que gira. Sin embargo, los motores pueden adoptar diferentes formas, como los motores lineales.

El motor lineal fue inventado a finales de la década de 1940 por el Dr. Eric Laithwaite de la Universidad de Manchester. Inicialmente, se utilizaban como dispositivos de baja aceleración, pero en la actualidad, esta tecnología permite alcanzar velocidades extremadamente altas en sistemas automatizados. Además, sentó las bases del transporte por levitación magnética.

Construcción

A diferencia de los motores rotativos, los motores lineales no tienen un rotor que gire dentro de un estator, sino que cuentan con un carro que se mueve hacia adelante y hacia atrás a lo largo de un riel.

La construcción de un motor lineal es la misma que la de un motor rotativo trifásico, pero con una estructura más abierta y plana. La configuración de un servocontrolador para un motor lineal es idéntica a la de un servocontrolador para un motor rotativo.

Un motor lineal se compone de imanes permanentes con polaridad alterna y un carro móvil con tres fases de bobinas. La dirección de la corriente que circula por estas bobinas magnetiza las fases hacia el norte o el sur, lo que las impulsa o empuja respectivamente a lo largo de la vía del motor.

Aplicaciones en comparación con actuadores lineales

Los motores lineales no son la única forma de lograr el control del movimiento lineal. En muchos casos, el mismo movimiento se puede lograr utilizando un motor rotativo y un husillo de bolas o un actuador lineal. Los husillos de bolas y los actuadores lineales suelen ser mucho menos costosos que los motores lineales, por lo que algunos podrían preguntarse:

¿Por qué utilizar un motor lineal en lugar de un husillo de bolas o un actuador lineal?

En resumen: Los motores lineales se utilizan para movimientos rápidos, aceleración y alta precisión. Los husillos de bolas y los actuadores lineales se utilizan para fuerzas elevadas y menor coste.

Respuesta larga: Como hemos visto, un motor lineal se construye igual que un motor rotativo sin escobillas, pero con una sección transversal más plana. En una aplicación, la carga se fija al carro que se desplaza sobre imanes permanentes. Al no tener engranajes, se trata de un sistema de accionamiento directo, lo que le confiere una increíble capacidad de respuesta y velocidad sin holgura. La desventaja es que la fuerza está limitada por la intensidad de los campos magnéticos y la potencia que pueden soportar las bobinas del motor.

Por otro lado, los husillos de bolas y los actuadores lineales utilizan motores rotativos conectados a un sistema de engranajes mecánicos que transforma el movimiento rotatorio en movimiento lineal. Gracias a la presencia de engranajes, la fuerza disponible es mucho mayor que la que proporciona un motor lineal. Cuanto menor sea el paso del husillo de bolas, mayor será la fuerza que se puede generar, pero a costa de una menor velocidad. Además, en muchos de estos sistemas se produce holgura, lo que reduce la precisión.

Los motores lineales se utilizan en aplicaciones de accionamiento directo donde los requisitos de velocidad y precisión superan las capacidades de un motor rotativo y un actuador mecánico, como por ejemplo en impresoras 3D industriales, donde la velocidad y la aceleración probablemente no serían posibles con un husillo de bolas o un actuador lineal.