כשמישהו אומר "מנוע", התמונה שעולה בראש לרוב האנשים היא בדרך כלל משהו שמסתובב. עם זאת, מנועים יכולים ללבוש צורות שונות, כמו מנועים ליניאריים.

המנוע הליניארי הומצא בסוף שנות ה-40 על ידי ד"ר אריק לייתווייט מאוניברסיטת מנצ'סטר. הם התחילו כמכשירים בעלי תאוצה נמוכה, אך בימינו, הטכנולוגיה הפכה למסוגלת להגיע למהירויות גבוהות במיוחד באוטומציה. הטכנולוגיה גם הפכה לבסיס לתחבורה מגנזיום-לב.

בְּנִיָה

שלא כמו מנועים סיבוביים, מנועים ליניאריים אינם כוללים רוטור המסתובב בתוך סטטור, אלא גררה הנעה קדימה ואחורה לאורך מסילה.

מבנה מנוע ליניארי זהה למנוע תלת פאזי סיבובי אך פתוח ומשטח. הגדרת מנוע סרוו למנוע ליניארי זהה להגדרת מנוע למנוע סיבובי.

מנוע ליניארי מורכב ממגנטים קבועים בעלי קוטביות מתחלפת ומגררה נעה עם שלוש פאזות של סלילים. כיוון הזרם דרך סלילים אלה ממגנט את הפאזות צפונה או דרומה, אשר מושכים או דוחפים אותו לאורך מסלול המנוע בהתאמה.

יישומים בהשוואה למפעילים ליניאריים

מנועים ליניאריים אינם הדרך היחידה להשיג בקרת תנועה ליניארית. במקרים רבים, ניתן להשיג את אותה תנועה באמצעות מנוע סיבובי ובורג כדורי או מפעיל ליניארי. בורגי כדורי ומפעילים ליניאריים בדרך כלל זולים בהרבה ממנועים ליניאריים, כך שחלק עשויים לשאול:

למה להשתמש במנוע ליניארי במקום בורג כדורי או מפעיל ליניארי?

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

תשובה ארוכה: כפי שראינו, מנוע ליניארי בנוי באותו אופן כמו מנוע סיבובי ללא מברשות, אך שטוח. כאשר משתמשים בו ביישום זה, העומס מחובר לגררה הנעה לאורך המגנטים הקבועים. מכיוון שאין גלגלי שיניים, זוהי מערכת הנעה ישירה המעניקה לה תגובה ומהירות מדהימים ללא חופש פעולה. החיסרון הוא שהכוח מוגבל על ידי עוצמת הכוחות המגנטיים וכמות ההספק שניתן לשאת על ידי סלילי המנוע.

מצד שני, ברגי כדור ומפעילים ליניאריים משתמשים במנועים סיבוביים המחוברים למערכת גלגלי שיניים מכניים המתרגמת תנועה סיבובית לתנועה ליניארית. מכיוון שמעורבים גלגלי שיניים, כמות הכוח הזמינה גבוהה בהרבה מהכוח הזמין ממנוע ליניארי. ככל שהמוליך קצר יותר על הבורג הכדורי, כך ניתן לייצר יותר כוח, אך ישנה ויתור על המהירות. יהיה גם חופש פעולה (reflex) להתמודד איתו ברבים מסוגי המערכות הללו, מה שמפחית את הדיוק.

מנועים ליניאריים משמשים ביישומי הנעה ישירה שבהם דרישות המהירות והדיוק גבוהות ממה שמנוע סיבובי ומפעיל מכני יכולים לספק, כגון מדפסת תלת מימד תעשייתית, מהירות ותאוצה שכנראה אינן אפשריות עם בורג כדורי או מפעיל ליניארי.