מנוע ליניארי

מנוע ליניארי הוא מנוע חשמלי בעל הנעה ישירה המייצר כוח ליניארי בקו ישר וממיר אנרגיה חשמלית לאנרגיה מכנית כתנועה ליניארית ללא מנגנון העברה נוסף. אנו יכולים לחשוב על זה כחיתוך מנוע מסתובב מכיוון רדיאלי והנחתו שטוחה.

על פי תכנון הדרך המגנטית, למנועים ליניאריים יש שני סוגים עיקריים: עם ליבת ברזל ומנועים ללא ליבת ברזל. מנועים ליניאריים עם ליבת ברזל מכונים לעיתים מנועים ליניאריים שטוחים. מנועים ליניאריים ללא ברזל נקראים גם מנועים ליניאריים עם ליבת אוויר או ערוץ U. HGT מספקת את החלק המשני של המנוע הליניארי, מכלול המגנט. מכלול מגנט של מנוע ליניארי הוא מסילה מגנטית עם מגנטים קבועים המקובעים על לוח/ות עול. ניתן להתייחס אליו כרוטור לא מגולגל של מנוע סיבובי DC ללא מברשות.

בגלל המשיכה המגנטית בין למינציה של ברזל למגנטים קבועים, מנועים ליניאריים בעלי ליבת ברזל יכולים לספק כוח דחף גבוה. בשל המבנה הפתוח, קל להם לפזר חום. עם שורה אחת של מגנטים ומבנה פשוט יותר, הם בדרך כלל זולים יותר. מנועים ליניאריים בעלי ליבת ברזל מתאימים לכבישה, יציקה, מכונות קידוח PCB, הדפסה ויישומי יציבות מהירות.

עם סלילים ראשוניים עטופים באפוקסי במקום בערימת למינציה מפלדה, למנועים ליניאריים ללא ברזל יש תנועה חלקה גבוהה וללא קשקשים. בנוסף, יש להם משקל קל יותר וזמני התקשות קצרים יותר. מנועים ליניאריים ללא ברזל מתאימים להרכבה והובלה במהירות גבוהה, סריקה, מיסבים לא מכניים, מוליכים למחצה ויישומי ואקום.

עבור חלקים נעים שונים (סליל נע ומסילת מגנט נעה), ישנם שני סוגים של מערכות. בדרך כלל, מסילת המגנט היא החלק הנייח והסלילים המכילים את המגנטים הם החלק הנע, לתאוצה גדולה יותר מהמסה הנמוכה יותר. אך מנועים בעלי מגנט נע מסוגלים להשיג דיוק גבוה יותר. צורת המנועים הליניאריים יכולה להיות מיוצרת כך: לוחית מסילה המותקנת על פני השטח עם מגנטים נעים (מנועים ליניאריים שטוחים), שני מסילות מגנט מקבילות הפונות זו לזו כאשר המגנטים נמצאים באמצע (מנועים ליניאריים בעלי תעלת U), או מגנטים נעים על מוט גלילי המכיל את המגנטים (מנועים ליניאריים צינוריים). התצורה הספציפית תלויה בתנאי ההפעלה וביישום הספציפי. ישנם מספר סוגים שנבחרו.

מנועים ליניאריים עם ליבת ברזלמורכבים מסלילים אלקטרומגנטיים תלת-פאזיים המלפפים סביב ליבת הברזל (שיניים) של הלמינציות על גבי המכבש, וליבת הברזל עלולה להגביר את תפוקת הכוח. עם זאת, יהיה גם כוח גלגל שיניים וכוח משיכה בין המכבש למסילה, מה שמשפיע על כוח הדחיפה ועל חיי המיסב.
מנועים ליניאריים ללא ברזלמכונים לעיתים מנוע ליניארי בעל תעלת U, והסלילים מורכבים בערימה של אפוקסי ולא של ברזל. בדרך כלל, סליל הסליל הוא תלת פאזי, עם קומוטציה ללא מברשות. אפס קוגינג וכוח משיכה מאריכים את חיי המיסב, אך תפוקת הכוח קטנה יותר.

מנועים ליניאריים ללא חריציםמשלבים את אלמנטי העיצוב של מנועים בעלי ליבת ברזל ומנועים ללא ברזל. סלילי תלת פאזים עם ברזל אחורי מוחזקים יחד עם אפוקסי על גבי מסילה אחת. יש להם עלות נמוכה יותר ופיזור חום טוב יותר מאשר עיצוב ללא ברזל בצורת תעלת U, וכוח משיכה נמוך יותר ופחות קוגינג מאשר עיצוב ליבת ברזל.

מנועים שטוחים ללא חריצים-מברזל מורכבים מסלילים המותקנים על בסיס אלומיניום. בעוד שמנועים שטוחים מברזל ללא חריצים מורכבים מסלילים המותקנים על ציפויי ברזל, המשמשים לכוון את השדה המגנטי ולהגברת הכוח, ולאחר מכן מורכבים על בסיס האלומיניום. כוח משיכה וכוח גלגל שיניים קיימים בבנייה המכילה ציפויי ברזל, אך עיצוב זה מייצר כוח רב יותר מאשר עיצוב ללא ברזל.

מנועים ליניאריים צינורייםהם סוג נוסף של מנועים ליניאריים. סליל הסליל הוא בדרך כלל תלת פאזי, עם קומוטציה ללא מברשות באמצעות התקני אפקט הול, ומנועים אלה יכולים להיות בנויים עם סטטורים מברזל או ללא ברזל. במנוע הליניארי הצינורי הסלילים מקיפים ציר מגנטים בצורת גליל. כאשר הזרם בכוח מותאם על פני שלושת הפאזות, נוצרים שדות מגנטיים.

מנוע סליל קולי, המכונה גם מנוע ליניארי DC לא קומוטטיבי, הוא מנוע ליניארי צינורי חד פאזי עם סלילים נעים או מגנטים נעים. הוא מורכב ממרכיבים מגנטיים קבועים וסלילים, וכאשר הזרם הזורם דרך הסליל מגיב עם השדות המגנטיים הקבועים, נוצר כוח נע.