Un moteur linéaire est souvent décrit comme un moteur rotatif, simplement découpé et allongé, de sorte qu'au lieu d'un arbre rotatif créant un couple, c'est une charge se déplaçant linéairement qui génère la force. Les moteurs linéaires utilisent la lévitation magnétique pour déplacer un objet ; ainsi, le frottement ne le ralentit pas et ils permettent un contrôle plus précis que les moteurs mécaniques.

Cela peut vous rappeler les trains à grande vitesse qui lévitent sur des rails magnétiques – le concept des moteurs linéaires est similaire, sauf que la force générée est utilisée de diverses manières dans le secteur industriel.

Types de moteurs linéaires

Le mouvement linéaire peut être obtenu grâce à différents types de moteurs. Selon la conception, un dispositif de force ou un rail magnétique peut se déplacer linéairement pour générer une force, bien que la plupart des moteurs utilisent un dispositif de force. Si le principe de fonctionnement des moteurs linéaires reste le même, la force, le contrôle et le rendement obtenus varient. Il existe trois principaux types de moteurs linéaires :

1. Moteurs linéaires cylindriques : ces moteurs ont été parmi les premiers à être commercialisés. Ils sont cependant tombés en désuétude dans le secteur industriel, car leur longueur est intrinsèquement limitée. Le seul point d’appui se situe aux extrémités de la tige cylindrique ; par conséquent, si le moteur est trop long, l’aimant entrera en contact avec le dispositif de force.

2. Moteurs linéaires à profil en U : ces moteurs linéaires possèdent deux pistes magnétiques parallèles face à face, formant un U. Le dispositif de force est supporté par un système de paliers entre les pistes. Cette conception est largement utilisée car elle minimise les fuites de flux magnétique, augmentant ainsi le rendement.

3. Moteurs linéaires plats : ces moteurs linéaires sont dotés d’un rail plat sous un dispositif d’entraînement. Il existe plusieurs versions de moteurs linéaires plats :

a. Moteurs plats sans encoches et sans fer : ce type de moteur linéaire est constitué d'une série de bobines montées sur une base en aluminium. L'absence de fer dans le corps du moteur signifie qu'il n'exerce aucune force d'attraction. Ces moteurs offrent un excellent contrôle, mais leur force de sortie est faible.

b. Moteurs à tôles de fer sans encoches : la seule différence de conception avec le moteur à tôles de fer sans encoches décrit ci-dessus réside dans le fait que les bobines de ce moteur sont montées sur des tôles de fer. Ceci crée une force d'attraction entre le rail et le dispositif d'entraînement, augmentant ainsi la force produite.

c. Moteurs à bobines plates en fer fendu : dans cette conception, les bobines sont enfermées dans une structure en acier sur le rail. Cela crée un champ magnétique plus concentré, ce qui confère à ces moteurs leur puissance maximale. Cependant, ils sont aussi les plus sujets à l’usure.

La plupart des moteurs linéaires sont utilisés dans les machines-outils ou pour la fabrication de composants semi-conducteurs, où leur précision et leur vitesse permettent des gains de productivité importants. Les trois types de moteurs linéaires mentionnés ci-dessus constituent les principaux modèles utilisés dans le secteur industriel.

Les moteurs linéaires sont relativement récents, mais leur utilisation se généralise déjà. Le recours à la sustentation magnétique réduit l'usure, ce qui diminue les temps d'arrêt et la fréquence de maintenance. L'utilisation des moteurs linéaires présente de nombreux avantages.