MOTORE LINEARE

Un motore lineare è un motore elettrico a trasmissione diretta che produce una forza lineare in linea retta e converte l'energia elettrica in energia meccanica sotto forma di movimento lineare senza meccanismi di trasferimento aggiuntivi. Possiamo immaginarlo come se tagliassimo un motore rotante dalla direzione radiale e lo disponessimo in piano.

In base al design 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 aria sono anche chiamati motori lineari a canale U. HGT fornisce la parte secondaria del motore lineare, il gruppo magnetico. Un gruppo magnetico per motore lineare è una pista magnetica con magneti permanenti fissati su piastre di supporto. Può essere considerato come il rotore srotolato di un motore rotativo CC brushless.

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

Grazie alle bobine primarie incapsulate in resina epossidica anziché in un pacco laminato in acciaio, i motori lineari ironless offrono un'elevata fluidità di movimento e assenza di cogging. Inoltre, sono più leggeri e hanno tempi di assestamento ridotti. I motori lineari ironless sono adatti per applicazioni di assemblaggio e trasporto ad alta velocità, scansione, cuscinetti non meccanici, semiconduttori e vuoto.

Per le diverse parti in movimento (bobina mobile e pista magnetica mobile), esistono due tipi di sistemi. In genere, la pista magnetica è la parte fissa e il forcer contenente le bobine è la parte mobile, per una maggiore accelerazione grazie alla massa inferiore. Tuttavia, i motori a magnete mobile 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 forcer mobile (motori lineari piatti), due piste magnetiche parallele una di fronte all'altra con il forcer al centro (motori lineari a canale a U), oppure un forcer che si muove su una barra cilindrica che ospita i magneti (motori lineari tubolari). La configurazione specifica dipende dalle condizioni operative e dall'applicazione specifica. Di seguito sono riportate alcune tipologie.

Motori lineari con nucleo in ferroSono costituiti da bobine elettromagnetiche trifase avvolte attorno al nucleo di ferro (denti) delle lamiere del forcer; il nucleo di ferro potrebbe aumentare la forza in uscita. Tuttavia, si verificheranno anche forze di attrito e di attrazione tra il forcer e la pista, che influiranno sulla forza di spinta e sulla durata dei cuscinetti.
Motori lineari senza ferroSono talvolta definiti motori lineari a canale U e gli avvolgimenti sono montati su un pacco di lamiere epossidiche anziché su un pacco di lamiere di ferro. In genere, l'avvolgimento della bobina è trifase, con commutazione brushless. L'assenza di cogging e la forza attrattiva prolungano la durata dei cuscinetti, ma la forza in uscita diminuisce.

Motori lineari senza slotCombinano gli elementi di design dei motori con nucleo in ferro e dei motori senza nucleo in ferro. Le bobine trifase con nucleo in ferro posteriore sono tenute insieme da resina epossidica su una singola pista. Hanno un costo inferiore e una migliore dissipazione del calore rispetto ai motori senza nucleo in ferro con canale a U, e una forza di attrazione inferiore e un minore cogging rispetto ai motori con nucleo in ferro.

I motori piatti senza slot e senza ferro sono costituiti da bobine montate su una base in alluminio. Mentre i motori piatti senza slot e senza ferro sono costituiti da bobine montate su lamierini in ferro, che vengono utilizzati per dirigere il campo magnetico e aumentare la forza, e poi montati sulla base in alluminio. La forza attrattiva e la forza di cogging sono presenti nelle strutture contenenti lamierini in ferro, ma questa progettazione produce una forza maggiore rispetto alla progettazione senza ferro.

Motori lineari tubolariSono un altro tipo di motori lineari. L'avvolgimento della bobina è tipicamente trifase, con commutazione brushless tramite dispositivi a effetto Hall, e questi motori possono essere realizzati con statori in ferro o senza ferro. Il motore lineare tubolare ha le bobine che circondano l'albero magnetico cilindrico. Quando la corrente nel forcer viene regolata attraverso la trifase, 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.