Коли хтось каже «мотор», у більшості людей на думку спадає образ, який зазвичай обертається. Однак двигуни можуть приймати різні форми, наприклад, лінійні двигуни.

Лінійний двигун був винайдений наприкінці 1940-х років доктором Еріком Лейтуейтом з Манчестерського університету. Вони починалися як пристрої з низьким прискоренням, але в сучасні дні ця технологія стала здатною до надзвичайно високих швидкостей автоматизації. Технологія також стала основою для транспортування на магнітному леві.

Будівництво

На відміну від роторних двигунів, лінійні двигуни не мають ротора, що обертається всередині статора, а мають каретку, яка рухається вперед і назад уздовж доріжки.

Конструкція лінійного двигуна така ж, як і роторного трифазного двигуна, але розкрита та сплющена. Конфігурація сервоприводу для лінійного двигуна ідентична конфігурації приводу для роторного двигуна.

Лінійний двигун складається з постійних магнітів, що чергуються за полярністю, і рухомої каретки з трьома фазами котушок. Напрямок струму через ці котушки намагнічує фази на північ або південь, що тягне або штовхає їх уздовж колії двигуна відповідно.

Застосування порівняно з лінійними приводами

Лінійні двигуни - не єдиний спосіб досягти керування лінійним рухом. У багатьох випадках такого ж руху можна досягти за допомогою роторного двигуна та кульково-гвинтового або лінійного приводу. Кульково-гвинтові приводи та лінійні приводи зазвичай набагато дешевші, ніж лінійні двигуни, тому деякі можуть запитати:

Навіщо використовувати лінійний двигун замість кулькового гвинта або лінійного приводу?

Коротка відповідь: лінійні двигуни призначені для швидкого руху, прискорення та дуже високої точності. Кулькові гвинти та лінійні приводи забезпечують високу силу та меншу вартість.

Довга відповідь: як ми бачили, лінійний двигун побудований так само, як безщітковий роторний двигун, але сплющений. При застосуванні вантаж прикріплюється до каретки, яка рухається вздовж постійних магнітів. Оскільки редуктора немає, це система прямого приводу, що забезпечує неймовірну чуйність і швидкість без люфта. Недолік полягає в тому, що сила обмежена силою магнітних сил і величиною потужності, яку можуть передавати котушки двигуна.

З іншого боку, кулькові гвинти та лінійні приводи використовують обертові двигуни, з’єднані з механічною системою передач, яка перетворює обертальний рух у лінійний. Оскільки використовується передача, кількість доступної сили набагато вища, ніж сила, доступна від лінійного двигуна. Чим коротший хід кулькової гвинтової передачі, тим більша сила може бути створена, але є жертва швидкістю. У багатьох із цих типів систем також виникне люфт, який знижує точність.

Лінійні двигуни використовуються в додатках із прямим приводом, де вимоги до швидкості та точності вищі, ніж можуть забезпечити роторний двигун і механічний привід, наприклад промисловий 3D-принтер, швидкість і прискорення, ймовірно, неможливі з кульковим гвинтом або лінійним приводом.