MOTEUR LINÉAIRE

Un moteur linéaire est un moteur électrique à entraînement direct qui produit une force linéaire en ligne droite et convertit l'énergie électrique en énergie mécanique sous forme de mouvement linéaire, sans mécanisme de transmission supplémentaire. On peut l'imaginer comme un moteur rotatif coupé radialement et étalé à plat.

Selon la conception de leur chemin magnétique, les moteurs linéaires se divisent en deux grandes catégories : à noyau de fer et sans fer. Les moteurs linéaires à noyau de fer sont parfois appelés moteurs linéaires plats. Les moteurs linéaires sans fer sont également appelés moteurs linéaires à noyau d'air ou moteurs linéaires à profil en U. HGT fournit la partie secondaire du moteur linéaire : l'ensemble magnétique. Cet ensemble est constitué d'une piste magnétique comportant des aimants permanents fixés sur une ou plusieurs plaques de culasse. Il peut être assimilé au rotor déroulé d'un moteur rotatif à courant continu sans balais.

Grâce à l'attraction magnétique entre les tôles de fer et les aimants permanents, les moteurs linéaires à noyau de fer offrent une force de poussée élevée. Leur structure ouverte favorise une bonne dissipation de la chaleur. Composés d'une seule rangée d'aimants et d'une structure plus simple, ils sont généralement moins coûteux. Les moteurs linéaires à noyau de fer conviennent aux applications de pressage, de moulage, de perçage de circuits imprimés, d'impression et aux applications nécessitant une grande stabilité de vitesse.

Grâce à leurs bobines primaires encapsulées dans de l'époxy au lieu d'un empilement de tôles d'acier, les moteurs linéaires sans fer offrent un mouvement d'une grande fluidité et sans à-coups. De plus, ils sont plus légers et leur temps de réglage est plus court. Ces moteurs sont particulièrement adaptés aux applications d'assemblage et de transport à grande vitesse, au balayage, aux paliers non mécaniques, à l'industrie des semi-conducteurs et aux applications sous vide.

Pour les systèmes comportant différentes pièces mobiles (bobine mobile et piste magnétique mobile), il existe deux types de systèmes. Généralement, la piste magnétique est la partie fixe et le dispositif d'entraînement contenant les bobines est la partie mobile, ce qui permet une meilleure accélération grâce à une masse réduite. Cependant, les moteurs à aimants mobiles offrent une précision supérieure. La forme des moteurs linéaires peut varier : une plaque de piste montée en surface avec un dispositif d'entraînement mobile (moteurs linéaires plats), deux pistes magnétiques parallèles face à face avec le dispositif d'entraînement en leur centre (moteurs linéaires en U), ou un dispositif d'entraînement se déplaçant sur une barre cylindrique contenant les aimants (moteurs linéaires tubulaires). La configuration spécifique dépend des conditions de fonctionnement et de l'application. Voici quelques types courants.

moteurs linéaires à noyau de ferCes dispositifs sont constitués de bobines électromagnétiques triphasées enroulées autour du noyau de fer (dents) des tôles magnétiques du dispositif d'entraînement. Ce noyau de fer permet d'accroître la force de sortie. Toutefois, des forces de crantage et d'attraction apparaissent entre le dispositif d'entraînement et le rail, ce qui influe sur la force de poussée et la durée de vie des roulements.
moteurs linéaires sans ferCes moteurs sont parfois appelés moteurs linéaires à profil en U. Leurs enroulements sont montés dans de la résine époxy plutôt que dans un empilement de tôles de fer. Généralement, l'enroulement est triphasé et sans balais. L'absence de couple de crantage et la force d'attraction prolongent la durée de vie des roulements, mais la force de sortie est réduite.

moteurs linéaires sans encochesCe moteur combine les caractéristiques des moteurs à noyau de fer et des moteurs sans fer. Les bobines triphasées, avec un noyau de fer aggloméré par collage à l'époxy sur une seule piste, offrent un coût inférieur et une meilleure dissipation thermique que les moteurs sans fer à profilé en U. De plus, elles génèrent une force d'attraction et un couple de crantage moindres que les moteurs à noyau de fer.

Les moteurs plats sans encoches ni fer sont constitués de bobines fixées sur un socle en aluminium. Les moteurs plats sans encoches avec fer, quant à eux, sont constitués de bobines fixées sur des tôles de fer, lesquelles servent à diriger le champ magnétique et à augmenter la force, le tout étant fixé sur le socle en aluminium. Bien que les moteurs avec tôles de fer présentent une force d'attraction et une force de crantage, leur conception génère une force supérieure à celle des moteurs sans fer.

Moteurs linéaires tubulairesIl existe un autre type de moteurs linéaires. L'enroulement est généralement triphasé, avec une commutation sans balais utilisant des capteurs à effet Hall, et ces moteurs peuvent être construits avec des stators en fer ou sans fer. Le moteur linéaire tubulaire possède des bobines entourant un arbre magnétique cylindrique. Lorsque le courant dans le moteur est ajusté entre les trois phases, des champs magnétiques sont générés.

Le moteur à bobine mobile, également appelé moteur linéaire à courant continu non commuté, est un moteur linéaire tubulaire monophasé à bobines mobiles ou aimants mobiles. Il est composé d'aimants permanents et de bobines ; lorsque le courant traversant la bobine interagit avec les champs magnétiques permanents, une force motrice est générée.