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4 tipi di gruppi magnetici per motori lineari

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Motori lineari con nucleo in ferro, motori lineari senza ferro, motori lineari senza scanalature, motori lineari tubolari.

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Un motore lineare è un motore elettrico ad azionamento diretto che produce una forza lineare in linea retta e converte l'energia elettrica in energia meccanica sotto forma di movimento lineare senza ulteriori meccanismi di trasferimento. Possiamo pensare che sia come tagliare un motore rotante dalla direzione radiale e disporlo in piano.

In base alla struttura magnetica, i motori lineari sono di due tipi principali: con nucleo in ferro e senza nucleo in ferro. I motori lineari con nucleo in ferro sono talvolta definiti motori lineari piatti. I motori lineari senza ferro sono anche chiamati motori lineari a nucleo d'aria o a canale a U. HGT fornisce la parte secondaria del motore lineare, il gruppo magnetico. Il gruppo magnetico di un motore lineare è una pista magnetica con magneti permanenti fissati su una o più piastre di supporto. Può essere considerato come un rotore srotolato di un motore rotativo CC senza spazzole.

Grazie all'attrazione magnetica tra la laminazione di ferro e i magneti permanenti, i motori lineari con nucleo in ferro possono fornire un'elevata forza di spinta. Grazie alla struttura aperta, sono facili da dissipare il calore. Con una sola fila di magneti e una struttura più semplice, sono generalmente più economici. I motori lineari con nucleo in ferro sono adatti per la pressatura, lo stampaggio. Macchine per la foratura di PCB, stampa, applicazioni per la stabilità della velocità.

Grazie alle bobine primarie incapsulate in resina epossidica anziché in una pila di laminazione d'acciaio, i motori lineari senza ferro hanno un'elevata fluidità di movimento e sono privi di cogging. Inoltre, hanno un peso ridotto e tempi di regolazione più bassi. I motori lineari senza ferro sono adatti per l'assemblaggio e il trasporto ad alta velocità, la scansione, i cuscinetti non meccanici, i semiconduttori e le applicazioni sotto vuoto.

Per le diverse parti mobili (bobina mobile e pista magnetica mobile), esistono due tipi di sistemi. In genere, la pista magnetica è la parte stazionaria e la forzante contenente le bobine è la parte mobile, per ottenere una maggiore accelerazione dalla massa inferiore. Ma i motori a magneti mobili sono in grado di raggiungere una maggiore precisione. La forma dei motori lineari può essere realizzata come: una piastra di binari montati in superficie con un forzatore in movimento (motori lineari piatti), due binari magnetici paralleli che si fronteggiano con il forzatore al centro di essi (motori lineari a U), o un forzatore che si muove su una barra cilindrica che ospita i magneti (motori lineari tubolari). La configurazione specifica dipende dalle condizioni operative e dalla particolare applicazione. I tipi che seguono sono pochi.

I motori lineari con nucleo in ferro sono costituiti da bobine elettromagnetiche trifase avvolte attorno al nucleo in ferro (denti) delle lamelle della forzante; il nucleo in ferro può aumentare la forza erogata. Tuttavia, si verifica anche una forza di cogging e una forza attrattiva tra forzante e binario, che influisce sulla forza di spinta e sulla durata dei cuscinetti.

I motori lineari senza ferro sono talvolta denominati motori lineari a canale U e gli avvolgimenti sono montati in epossidica anziché in una pila di laminazioni di ferro. In genere, l'avvolgimento della bobina è trifase, con commutazione brushless. L'assenza di cogging e di forza attrattiva prolunga la durata dei cuscinetti, ma la forza erogata diventa minore.

I motori lineari slotless combinano gli elementi di progettazione dei motori con nucleo in ferro e dei motori senza ferro. Le bobine trifase con ferro posteriore sono tenute insieme con resina epossidica su un'unica pista. Hanno un costo inferiore e una migliore dissipazione del calore rispetto al design ironless con canale a U, e una forza attrattiva inferiore e un minore cogging rispetto al design con nucleo in ferro.

I motori piatti senza ferro sono costituiti da bobine montate su una base di alluminio. Mentre i motori piatti senza ferro sono costituiti da bobine montate su lamine di ferro, utilizzate per dirigere il campo magnetico e aumentare la forza, e poi montate sulla base di alluminio. La forza attrattiva e la forza di cogging sono presenti nelle costruzioni contenenti laminazioni di ferro, ma questo design produce una forza maggiore rispetto al design senza ferro.

I motori lineari tubolari sono 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 costruiti con statori in ferro o senza ferro. Il motore lineare tubolare ha le bobine che circondano l'albero dei magneti a forma di cilindro. Quando la corrente nella forzante viene regolata attraverso la trifase, si generano campi magnetici.

Il motore a bobina mobile, noto anche come motore lineare CC non commutato, è un motore lineare tubolare monofase con bobine mobili o magneti mobili. È costituito da magneti permanenti e bobine e quando la corrente che attraversa la bobina interagisce con i campi magnetici permanenti, viene generata la forza di movimento.