Quando qualcuno dice "motore", l'immagine che viene in mente per la maggior parte delle persone è di solito qualcosa che gira. Tuttavia, i motori possono assumere forme diverse, come motori lineari.

Il motore lineare fu inventato alla fine degli anni '40 dal Dr. Eric Laithwaite della Manchester University. Hanno iniziato come dispositivi a bassa accelerazione, ma nei giorni moderni la tecnologia è diventata in grado di velocità estremamente elevate nell'automazione. La tecnologia è diventata anche la base per il trasporto Mag-Lev.

Costruzione

A differenza dei motori rotanti, i motori lineari non presentano un rotore che gira all'interno di uno statore, ma hanno invece un carrello che si sposta avanti e indietro lungo una pista.

La costruzione di un motore lineare è uguale a un motore trifase rotante ma si è aperta e appiattita. La configurazione di un'unità servo per un motore lineare è identica alla configurazione di un'unità per un motore rotante.

Un motore lineare è costituito da magneti permanenti che si alternano in polarità e un carrello mobile con tre fasi di bobine. La direzione della corrente attraverso queste bobine magnetizza le fasi a nord o sud, che la tira o la spinge lungo la pista del motore.

Applicazioni rispetto agli attuatori lineari

I motori lineari non sono l'unico modo per ottenere il controllo del movimento lineare. In molti casi, lo stesso movimento può essere ottenuto utilizzando un motore rotante e una vite a sfera o un attuatore lineare. Le viti a sfera e gli attuatori lineari sono in genere molto meno costosi dei motori lineari, quindi alcuni potrebbero chiedere:

Perché utilizzare un motore lineare anziché una vite a sfera o un attuatore lineare?

Risposta breve: i motori lineari sono per movimento rapido, accelerazione e una precisione molto elevata. Le viti a sfera e gli attuatori lineari sono per una forza elevata e un costo inferiore.

Risposta lunga: come abbiamo visto, un motore lineare è costruito come un motore rotante senza spazzole, ma appiattito. Se utilizzato in un'applicazione, il carico è collegato al carrello che si muove lungo i magneti permanenti. Dal momento che non c'è marcia, questo è un sistema di guida diretta che gli dà un'incredibile reattività e velocità senza contraccolpo. Lo svantaggio è che la forza è limitata dalla resistenza delle forze magnetiche e dalla quantità di potenza che può essere trasportata dalle bobine del motore.

D'altra parte, le viti a sfera e gli attuatori lineari utilizzano motori rotanti collegati a un sistema di cambio meccanico che traduce il movimento rotante in movimento lineare. Poiché è coinvolto gli ingranaggi, la quantità di forza disponibile è molto più alta della forza disponibile da un motore lineare. Più corta è il piombo sulla vite a sfera, più forza può essere generata, ma c'è un sacrificio di velocità. Ci sarà anche un contraccolpo con cui contendere in molti di questi tipi di sistemi che riducono l'accuratezza.

I motori lineari sono utilizzati nelle applicazioni di azionamento diretto in cui i requisiti di velocità e precisione sono più di un motore rotante e l'attuatore meccanico può fornire, come la stampante 3D industriale, una velocità e un'accelerazione probabilmente non possibili con una vite a sfera o un attuatore lineare.