MOTORE LINEARE

Un motore lineare è un motore elettrico ad azionamento diretto che produce una forza lineare in linea retta e converte l'energia elettrica in energia meccanica sotto forma di movimento lineare senza bisogno di meccanismi di trasferimento aggiuntivi. Possiamo immaginarlo come un motore rotante tagliato radialmente e disposto orizzontalmente.

In base alla configurazione del percorso magnetico, i motori lineari si dividono in due tipologie principali: con nucleo in ferro e senza nucleo in ferro. I motori lineari con nucleo in ferro sono talvolta chiamati motori lineari piatti. I motori lineari senza nucleo in ferro sono anche noti come motori lineari a nucleo d'aria o a canale a U. HGT fornisce la parte secondaria del motore lineare, ovvero il gruppo magnetico. Il gruppo magnetico di un motore lineare è costituito da una pista magnetica con magneti permanenti fissati su una o più piastre di supporto. Può essere considerato come il rotore svolto di un motore rotativo a corrente continua senza spazzole.

Grazie all'attrazione magnetica tra le lamelle di ferro e i magneti permanenti, i motori lineari con nucleo in ferro possono fornire un'elevata forza di spinta. Grazie alla struttura aperta, dissipano facilmente il calore. Avendo una sola fila di magneti e una struttura più semplice, sono generalmente più economici. I motori lineari con nucleo in ferro sono adatti per applicazioni di pressatura, stampaggio, macchine per la foratura di PCB, stampa e per applicazioni che richiedono stabilità di velocità.

Grazie all'incapsulamento degli avvolgimenti primari in resina epossidica anziché nella tradizionale laminazione in acciaio, i motori lineari senza ferro offrono un movimento fluido e senza effetto cogging. Inoltre, presentano un peso inferiore e tempi di assestamento ridotti. I motori lineari senza ferro sono adatti per applicazioni di assemblaggio e trasporto ad alta velocità, scansione, cuscinetti non meccanici, semiconduttori e vuoto.

Per le diverse parti mobili (bobina mobile e pista magnetica mobile), esistono due tipi di sistemi. Tipicamente, la pista magnetica è la parte fissa e il dispositivo di forzatura contenente le bobine è la parte mobile, per ottenere una maggiore accelerazione a fronte di una massa inferiore. Tuttavia, i motori a magneti mobili sono in grado di raggiungere una maggiore precisione. La forma dei motori lineari può essere realizzata come: una piastra di pista montata in superficie con un dispositivo di forzatura mobile (motori lineari piatti), due piste magnetiche parallele una di fronte all'altra con il dispositivo di forzatura al centro (motori lineari a canale a U), oppure un dispositivo di forzatura che si muove su una barra cilindrica che alloggia i magneti (motori lineari tubolari). La configurazione specifica dipende dalle condizioni operative e dalla particolare applicazione. Esistono diverse tipologie.

Motori lineari con nucleo in ferroSono costituiti da bobine elettromagnetiche trifase avvolte attorno al nucleo di ferro (denti) delle lamelle del motore, e il nucleo di ferro può aumentare la forza erogata. Tuttavia, si genereranno anche forze di cogging e forze di attrazione tra il motore e la rotaia, che influiranno sulla forza di spinta e sulla durata dei cuscinetti.
Motori lineari senza ferroA volte vengono chiamati motori lineari a canale a U e gli avvolgimenti sono montati in resina epossidica anziché in una pila di lamierini di ferro. Tipicamente, l'avvolgimento della bobina è trifase, con commutazione senza spazzole. L'assenza di cogging e la forza di attrazione prolungano la durata dei cuscinetti, ma la forza erogata si riduce.

Motori lineari senza scanalatureCombinano gli elementi di design dei motori con nucleo in ferro e dei motori senza ferro. Gli avvolgimenti trifase con nucleo in ferro posteriore sono tenuti insieme da resina epossidica su un'unica pista. Hanno un costo inferiore e una migliore dissipazione del calore rispetto al design senza ferro con canale a U, e una forza di attrazione inferiore e un minore cogging rispetto al design con nucleo in ferro.

I motori piatti senza cave e senza ferro sono costituiti da bobine montate su una base di alluminio. I motori piatti senza cave e con ferro, invece, sono costituiti da bobine montate su lamelle di ferro, utilizzate per direzionare il campo magnetico e aumentare la forza, e successivamente fissate alla base di alluminio. Nella costruzione con lamelle di ferro sono presenti la forza di attrazione e la forza di cogging, ma questo design produce una forza maggiore rispetto al design senza ferro.

Motori lineari tubolariSono un altro tipo di motori lineari. L'avvolgimento della bobina è tipicamente trifase, con commutazione senza spazzole tramite dispositivi ad effetto Hall, e questi motori possono essere costruiti con statori in ferro o senza ferro. Il motore lineare tubolare ha le bobine che avvolgono un albero con magneti cilindrici. Quando la corrente nel motore viene regolata attraverso le tre fasi, vengono generati campi magnetici.

Il motore a bobina mobile, noto anche come motore lineare a corrente continua non commutata, è un motore lineare tubolare monofase con bobine mobili o magneti mobili. È costituito da magneti permanenti e bobine e, quando la corrente che scorre attraverso la bobina interagisce con i campi magnetici permanenti, viene generata la forza motrice.