Quand quelqu’un parle de « moteur », l’image qui vient à l’esprit de la plupart des gens est généralement celle de quelque chose qui tourne. Cependant, les moteurs peuvent prendre différentes formes, comme les moteurs linéaires.

Le moteur linéaire a été inventé à la fin des années 40 par le Dr Eric Laithwaite de l'Université de Manchester. Ils ont commencé comme des appareils à faible accélération, mais de nos jours, la technologie est devenue capable d’atteindre des vitesses extrêmement élevées en matière d’automatisation. La technologie est également devenue la base du transport à levage magnétique.

Construction

Contrairement aux moteurs rotatifs, les moteurs linéaires ne comportent pas de rotor tournant dans un stator, mais plutôt un chariot qui se déplace d'avant en arrière le long d'une piste.

La construction d'un moteur linéaire est la même que celle d'un moteur triphasé rotatif mais ouverte et aplatie. La configuration d'un servo variateur pour un moteur linéaire est identique à la configuration d'un variateur pour un moteur rotatif.

Un moteur linéaire est composé d'aimants permanents à polarité alternée et d'un chariot mobile à trois phases de bobines. La direction du courant à travers ces bobines magnétise les phases nord ou sud, ce qui les tire ou les pousse respectivement le long de la piste du moteur.

Applications comparées aux actionneurs linéaires

Les moteurs linéaires ne sont pas le seul moyen d’obtenir un contrôle de mouvement linéaire. Dans de nombreux cas, le même mouvement peut être obtenu à l'aide d'un moteur rotatif et d'une vis à billes ou d'un actionneur linéaire. Les vis à billes et les actionneurs linéaires sont généralement beaucoup moins chers que les moteurs linéaires, donc certains pourraient se demander :

Pourquoi utiliser un moteur linéaire au lieu d'une vis à billes ou d'un actionneur linéaire ?

Réponse courte : les moteurs linéaires permettent un mouvement rapide, une accélération et une très grande précision. Les vis à billes et les actionneurs linéaires offrent une force élevée et un coût inférieur.

Réponse longue : Comme nous l'avons vu, un moteur linéaire est construit de la même manière qu'un moteur rotatif sans balais, mais aplati. Lorsqu'elle est utilisée dans une application, la charge est attachée au chariot qui se déplace le long des aimants permanents. Puisqu'il n'y a pas d'engrenage, il s'agit d'un système à entraînement direct qui lui confère une réactivité et une vitesse incroyables, sans jeu. L'inconvénient est que la force est limitée par la force des forces magnétiques et la quantité de puissance pouvant être transportée par les bobines du moteur.

D'autre part, les vis à billes et les actionneurs linéaires utilisent des moteurs rotatifs connectés à un système d'engrenage mécanique qui traduit le mouvement rotatif en mouvement linéaire. Puisqu’un engrenage est impliqué, la quantité de force disponible est bien supérieure à la force disponible d’un moteur linéaire. Plus le pas de la vis à billes est court, plus la force peut être générée, mais il y a un sacrifice en termes de vitesse. Il y aura également des réactions négatives dans bon nombre de ces types de systèmes, ce qui réduira la précision.

Les moteurs linéaires sont utilisés dans les applications à entraînement direct où les exigences de vitesse et de précision sont supérieures à ce qu'un moteur rotatif et un actionneur mécanique peuvent fournir, comme une imprimante 3D industrielle, une vitesse et une accélération probablement impossibles avec une vis à billes ou un actionneur linéaire.