Un'introduzione ai motori lineari

Titolo: Un'introduzione ai motori lineari

I motori lineari, noti anche come motori lineari, azionamenti lineari o motori ad aste di spinta, hanno visto una crescita stabile nelle applicazioni industriali, dimostrando che i motori lineari possono essere utilizzati in modo affidabile. In questo articolo forniremo una breve panoramica dei tipi di motori lineari e delle loro differenze rispetto ai motori rotativi. I tipi di motori lineari più comunemente utilizzati sono piatti, con scanalatura a U e tubolari. La configurazione tipica delle bobine è trifase, con elementi di Hall per commutazione brushless. Viene mostrato un diagramma che illustra la sequenza di fase e la corrente di fase di un motore lineare che utilizza la commutazione Hall.

I motori lineari sono spesso descritti semplicemente come versioni appiattite dei motori rotativi, con gli stessi principi di funzionamento. Il motore (forzatore, rotore) è realizzato comprimendo insieme le bobine utilizzando materiale epossidico. Inoltre, la traccia magnetica è costituita da magneti (tipicamente magneti delle terre rare ad alta energia) fissati sull'acciaio. Il motore del motore comprende avvolgimenti della bobina, circuiti stampati dell'elemento Hall, regolatori termici (sensori di temperatura che monitorano la temperatura) e interfacce elettroniche. Nei motori rotativi, il motore e lo statore richiedono il supporto di cuscinetti rotanti per garantire il traferro delle parti mobili. Allo stesso modo, i motori lineari necessitano di guide lineari per mantenere la posizione del motore nel campo magnetico generato dalla pista magnetica. Proprio come gli encoder nei servomotori sono montati sull'albero per fornire un feedback di posizione, i motori lineari richiedono encoder lineari per misurare direttamente la posizione del carico, migliorando così la precisione della posizione.

Il controllo dei motori lineari è simile a quello dei motori rotativi. Come i motori rotativi brushless, il motore e lo statore non hanno alcun collegamento meccanico (senza spazzole). A differenza dei motori rotativi, in cui il motore ruota e la posizione dello statore rimane fissa, i sistemi di motori lineari possono essere azionati da binari magnetici o azionati da bobine di spinta (la maggior parte delle applicazioni dei sistemi di posizionamento utilizzano piste magnetiche fisse e bobine di spinta mobili). I motori azionati da bobine di spinta hanno un rapporto peso-carico ridotto. Richiedono però cavi ad alta flessibilità e relativi sistemi di gestione. I motori azionati da piste magnetiche non devono sopportare solo il carico ma anche la massa della pista magnetica, eliminando la necessità di sistemi di gestione dei cavi.

Principi elettromeccanici simili sono utilizzati sia nei motori lineari che rotativi. La stessa forza elettromagnetica che genera coppia nei motori rotativi produce una spinta lineare nei motori lineari. Pertanto, i motori lineari utilizzano lo stesso controllo e le stesse configurazioni programmabili dei motori rotativi. La forma dei motori lineari può essere piatta, con scanalatura a U o tubolare, a seconda dei requisiti applicativi specifici e dell'ambiente di lavoro.