Linearmotoren, auch Linearmotoren, Linearantriebe oder Schubstangenmotoren genannt, verzeichnen in industriellen Anwendungen ein stabiles Wachstum und beweisen, dass Linearmotoren zuverlässig eingesetzt werden können. In diesem Artikel geben wir einen kurzen Überblick über die Arten von Linearmotoren und ihre Unterschiede im Vergleich zu Rotationsmotoren. Die am häufigsten verwendeten Arten von Linearmotoren sind Flach-, U-Nut- und Rohrmotoren. Die typische Konfiguration der Spulen ist dreiphasig mit Hall-Elementen für die bürstenlose Kommutierung. Dargestellt ist ein Diagramm, das die Phasenfolge und den Phasenstrom eines Linearmotors mit Hall-Kommutierung veranschaulicht.
Linearmotoren werden oft einfach als abgeflachte Versionen von Rotationsmotoren mit denselben Funktionsprinzipien beschrieben. Der Antrieb (Forderer, Rotor) wird durch das Zusammenpressen von Spulen mit Epoxidharzmaterial hergestellt. Darüber hinaus besteht die Magnetschiene aus Magneten (typischerweise hochenergetische Seltenerdmagnete), die auf Stahl befestigt sind. Der Motorantrieb umfasst Spulenwicklungen, Hall-Element-Leiterplatten, Thermoregler (Temperatursensoren zur Temperaturüberwachung) und elektronische Schnittstellen. Bei Rotationsmotoren benötigen Mover und Stator eine Drehlagerunterstützung, um den Luftspalt der beweglichen Teile sicherzustellen. Ebenso benötigen Linearmotoren Linearführungen, um die Position des Läufers im von der Magnetschiene erzeugten Magnetfeld aufrechtzuerhalten. So wie Encoder in Servomotoren auf der Welle montiert sind, um eine Positionsrückmeldung zu liefern, benötigen Linearmotoren lineare Encoder, um die Position der Last direkt zu messen und so die Positionsgenauigkeit zu verbessern.
Die Steuerung von Linearmotoren ähnelt der von Rotationsmotoren. Wie bei bürstenlosen Rotationsmotoren haben Mover und Stator keine mechanische Verbindung (bürstenlos). Im Gegensatz zu Rotationsmotoren, bei denen sich der Beweger dreht und die Position des Stators fixiert bleibt, können Linearmotorsysteme entweder über magnetische Schienen oder über Schubspulen angetrieben werden (die meisten Positionierungssystemanwendungen verwenden feste Magnetschienen und bewegliche Schubspulen). Durch Schubspulen angetriebene Motoren haben ein kleines Gewichts- und Lastverhältnis. Sie erfordern jedoch hochflexible Kabel und deren Managementsysteme. Durch Magnetschienen angetriebene Motoren müssen nicht nur die Last, sondern auch die Masse der Magnetschiene tragen, sodass keine Kabelmanagementsysteme erforderlich sind.
Ähnliche elektromechanische Prinzipien werden sowohl bei Linear- als auch bei Rotationsmotoren verwendet. Dieselbe elektromagnetische Kraft, die in Rotationsmotoren ein Drehmoment erzeugt, erzeugt in Linearmotoren einen linearen Schub. Daher verwenden Linearmotoren die gleichen Steuerungs- und programmierbaren Konfigurationen wie Rotationsmotoren. Die Form von Linearmotoren kann je nach den spezifischen Anwendungsanforderungen und der Arbeitsumgebung flach, U-förmig oder rohrförmig sein.
