כשמישהו אומר "מנוע", הדימוי שעולה בראש לרוב האנשים הוא בדרך כלל משהו שמסתובב. עם זאת, מנועים יכולים ללבוש צורות שונות, כמו מנועים לינאריים.

המנוע הליניארי הומצא בסוף שנות הארבעים של המאה העשרים על ידי ד"ר אריק לייטווייט מאוניברסיטת מנצ'סטר. הם התחילו כמכשירי תאוצה נמוכים, אך בימים מודרניים הטכנולוגיה הפכה להיות מסוגלת למהירויות גבוהות במיוחד באוטומציה. הטכנולוגיה גם הפכה לבסיס לתחבורה של Mag-LeV.

בְּנִיָה

בניגוד למנועים סיבוביים, מנועים לינאריים אינם כוללים רוטור המסתובב בתוך סטטור, אלא במקום זאת יש עגלה שנעה קדימה ואחורה לאורך מסלול.

בניית מנוע ליניארי זהה למנוע תלת פאזי סיבובי אך נפתחה ושטחה החוצה. קביעת תצורה של כונן סרוו למנוע ליניארי זהה להגדרת התצורה של מנוע סיבוב.

מנוע ליניארי מורכב ממגנטים קבועים המתחלפים בקוטביות וכרכרה נעה עם שלושה שלבים של סלילים. כיוון הזרם דרך סלילים אלה ממגנט את השלבים צפונה או דרום, אשר מושך או דוחף אותו לאורך המסילה המוטורית בהתאמה.

יישומים בהשוואה למפעילים לינאריים

מנועים לינאריים אינם הדרך היחידה להשיג בקרת תנועה לינארית. במקרים רבים ניתן להשיג אותה תנועה באמצעות מנוע סיבובי ובורג כדור או מפעיל ליניארי. סורגי כדור ומפעילים לינאריים הם בדרך כלל הרבה פחות יקרים ממנועים לינאריים, כך שחלקם עשויים לשאול:

מדוע להשתמש במנוע ליניארי במקום בורג כדור או מפעיל ליניארי?

תשובה קצרה: מנועים לינאריים מיועדים לתנועה מהירה, התאמה ודיוק גבוה מאוד. ברגי כדור ומפעילים ליניאריים מיועדים לכוח גבוה ועלות נמוכה יותר.

תשובה ארוכה: כפי שראינו, מנוע ליניארי בנוי זהה למנוע סיבוב ללא מברשות, אך שטוח החוצה. כאשר משתמשים בו ביישום העומס מחובר לכרכרה הנעה לאורך המגנטים הקבועים. מכיוון שאין הילוכים זוהי מערכת בהנעה ישירה המעניקה לה היענות ומהירות מדהימים ללא שום התנגשות. החיסרון הוא שהכוח מוגבל על ידי חוזק הכוחות המגנטיים וכמות הכוח שיכולה לשאת על ידי סלילי המנוע.

מצד שני, ברגי כדור ומפעילים ליניאריים משתמשים במנועים סיבוביים המחוברים למערכת הילוכים מכנית המתרגמת תנועה סיבובית לתנועה ליניארית. מכיוון שמעורבים בהילוכים, כמות הכוח הזמינה גבוהה בהרבה מהכוח הזמין ממנוע ליניארי. ככל שההובלה על בורג הכדור קצרה יותר, ניתן לייצר כוח רב יותר, אך יש הקרבה במהירות. תהיה גם התנגשות להתמודדות עם רבים מסוגי מערכות מסוג זה שמפחיתה את הדיוק.

מנועים לינאריים משמשים ביישומי כונן ישיר שבהם דרישות המהירות והדיוק הן יותר ממה שמנוע סיבוב ומפעיל מכני יכול לספק, כגון מדפסת תלת מימד תעשייתית, מהירות ותאוצה ככל הנראה לא אפשריים עם בורג כדור או מפעיל ליניארי.