Коли хтось каже «двигун», більшість людей зазвичай уявляють собі щось, що обертається. Однак двигуни можуть мати різні форми, наприклад, лінійні двигуни.

Лінійний двигун був винайдений наприкінці 1940-х років доктором Еріком Лейтвейтом з Манчестерського університету. Спочатку вони були пристроями з низьким прискоренням, але в сучасні часи ця технологія стала здатною досягати надзвичайно високих швидкостей в автоматизації. Ця технологія також стала основою для транспортування на магнітній підвісці.

Будівництво

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

Конструкція лінійного двигуна така ж, як і у обертового трифазного двигуна, але відкрита та сплющена. Налаштування сервоприводу для лінійного двигуна ідентичне налаштуванню приводу для обертового двигуна.

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

Застосування в порівнянні з лінійними приводами

Лінійні двигуни — не єдиний спосіб досягнення лінійного керування рухом. У багатьох випадках той самий рух можна досягти за допомогою обертового двигуна та кульково-гвинтового механізму або лінійного приводу. Кульково-гвинтові механізми та лінійні приводи зазвичай набагато дешевші за лінійні двигуни, тому дехто може запитати:

Чому варто використовувати лінійний двигун замість кулькового гвинта або лінійного приводу?

Коротка відповідь: лінійні двигуни призначені для швидкого руху, прискорення та дуже високої точності. Кулькові гвинтові передачі та лінійні приводи призначені для високої сили та нижчої вартості.

Довга відповідь: Як ми бачили, лінійний двигун сконструйований так само, як і безщітковий роторний двигун, але сплющений. Під час використання в застосуванні вантаж кріпиться до каретки, яка рухається вздовж постійних магнітів. Оскільки немає зубчастої передачі, це система прямого приводу, що забезпечує неймовірну чутливість та швидкість без люфту. Недоліком є ​​те, що сила обмежена силою магнітних сил та потужністю, яку можуть передавати котушки двигуна.

З іншого боку, кулькові гвинтові механізми та лінійні приводи використовують обертові двигуни, з'єднані з механічною системою передач, яка перетворює обертальний рух на лінійний. Оскільки використовується зубчаста передача, величина доступної сили набагато більша, ніж сила, доступна від лінійного двигуна. Чим коротший крок кулькового гвинта, тим більшу силу можна створити, але це призводить до втрати швидкості. У багатьох із цих типів систем також буде люфт, з яким доведеться боротися, що знижує точність.

Лінійні двигуни використовуються в системах прямого приводу, де вимоги до швидкості та точності перевищують вимоги роторного двигуна та механічного приводу, таких як промисловий 3D-принтер, швидкість та прискорення яких, ймовірно, неможливо досягти за допомогою кулькового гвинта або лінійного приводу.