يُوصَف المحرك الخطي غالبًا بأنه محرك دوار، مُقَطَّع ومُفَكَّك بحيث لا يُولِّد عمود الدوران عزم الدوران، بل يُولِّد الحمل المتحرك خطيًا القوة. تستخدم المحركات الخطية الرفع المغناطيسي لتحريك الأجسام، وبهذه الطريقة لا يتباطأ المحرك بسبب الاحتكاك، بل ويمكنه تحقيق تحكم أدق من الخيارات الميكانيكية.

قد يذكرك هذا بالقطارات فائقة السرعة التي تطفو على مجموعة من المسارات المغناطيسية - مفهوم المحركات الخطية مشابه، باستثناء أن القوة المتولدة تستخدم بطرق متنوعة في القطاع الصناعي.

أنواع المحركات الخطية

يمكن تحقيق الحركة الخطية باستخدام عدة تصاميم مختلفة للمحركات. يمكن إما لمحرك خارجي أو مسار مغناطيسي أن يتحرك خطيًا لتوليد القوة، وذلك حسب التصميم، مع أن معظم التصاميم تستخدم محركًا خارجيًا للحركة. على الرغم من أن مفهوم المحركات الخطية واحد في جميع الأنواع، إلا أن القوة الناتجة والتحكم والكفاءة تختلف. هناك ثلاثة أنواع رئيسية من المحركات الخطية:

1. المحركات الخطية الأسطوانية: كانت هذه من أوائل المحركات الخطية المتوفرة تجاريًا. إلا أنها فقدت شعبيتها في القطاع الصناعي، نظرًا لأن طولها محدودٌ بطبيعته. فنقطة الارتكاز الوحيدة تقع عند طرفي قضيب أسطواني، مما يعني أن المغناطيس سيتلامس مع القوة الدافعة إذا كان تصميم المحرك طويلًا جدًا.

2. المحركات الخطية ذات القناة على شكل حرف U: تحتوي هذه المحركات الخطية على مسارين مغناطيسيين متوازيين متقابلين، مما يُشكل شكل حرف U، حيث يتم دعم القوة بواسطة نظام محامل بين المسارين. يُستخدم هذا التصميم على نطاق واسع لأنه يقلل من تسرب التدفق المغناطيسي، مما يزيد من الكفاءة.

3. المحركات الخطية المسطحة: تتميز هذه الأنواع من المحركات الخطية بوجود مسار مسطح أسفل القوة الدافعة. وهناك عدة أنواع مختلفة من المحركات الخطية المسطحة:

أ. المحركات المسطحة عديمة الفتحات والحديد: يتكون هذا النوع من المحركات الخطية من سلسلة من الملفات المثبتة على قاعدة من الألومنيوم. وبسبب غياب الحديد في المحرك، فإنه لا يمتلك قوة جذب. توفر هذه المحركات تحكمًا ممتازًا، ولكنها تتميز بقوة خرج منخفضة.

ب. المحركات المسطحة الحديدية عديمة الفتحات: الفرق الوحيد في التصميم عن المحرك المسطح الحديدي المذكور أعلاه هو أن ملفات هذا المحرك مثبتة على صفائح حديدية. وهذا يُولّد قوة تجاذب بين المسار والمحرك، مما يزيد من مقدار القوة المُنتجة.

ج- المحركات المسطحة ذات القضبان الحديدية المشقوقة: في هذا التصميم، تُحاط الملفات بهيكل فولاذي على المسار. يُنتج هذا مجالًا مغناطيسيًا أكثر تركيزًا، وهو ما يجعل هذا النوع من المحركات المسطحة الأقوى. مع ذلك، فهي أيضًا الأكثر عرضة للتآكل بمرور الوقت.

تُستخدم معظم المحركات الخطية في أدوات الآلات أو في تصنيع مكونات أشباه الموصلات، حيث تُسهم دقتها وسرعتها في تحقيق مكاسب إنتاجية كبيرة. وتُعدّ الأنواع الثلاثة المذكورة أعلاه من المحركات الخطية هي التصاميم الرئيسية المستخدمة في القطاع الصناعي.

تُعدّ المحركات الخطية نوعًا حديثًا نسبيًا من المحركات، لكنها بدأت بالفعل بالانتشار على نطاق واسع. ويُسهم استخدام الرفع المغناطيسي في تقليل التآكل، مما يُقلل بدوره من وقت التوقف عن العمل وتكرار الصيانة. وتتعدد مزايا استخدام المحركات الخطية.