موتور خطی

مقدمه:

موتور الکتریکی نوعی ماشین الکتریکی است که الکتریسیته را به حرکت مکانیکی تبدیل می کند.اغلب موتورهای الکتریکی دوار هستند اما موتورهای خطی هم وجود دارند. در یک موتور دوار بخش متحرک روتور و بخش ثابت استاتور نامیده می شود. موتور خطی یک موتور الکتریکی است که استاتور و روتور آن از حالت مدور خارج شده تا به جای تولید گشتاور چرخشی تولید نیروی خطی به صورت طولی کند.

تاریخچه موتور خطی:

تاریخچه موتور خطی القایی به دهه ی 1840 برمی گردد.زمانی که چارلز ویتستون مدلی اراِئه کرد که بیش از حد ناکارآمد بود تا عملی شود.در سال1935 هرمن کمپر مهندس آلمانی موفق شد یک نمونه با ابعاد واقعی بسازد که به درستی کار میکرد.

موتور خطی:

یک موتور خطی(linear motor) یک موتور الکتریکی است که از حالت دوار خارج شده تا به جای تولید یک گشتاور چرخشی ،یک نیروی خطی از طریق ایجاد یک میدان الکترومغناطیسی سیار در طولش به وجود آورد.

موتورهای القایی خطی برخلاف اسمشان همیشه حرکت خطی تولید نمی کنند .برخی از این موتورها حرکت دورانی را در شعاع بزرگ ایجاد می کنند زیرا استفاده از موتور دورانی برای این کار بسیار پر هزینه خواهد بود.

موتورهای خطی به دو دسته اصلی موتور های خطی با سرعت بالا یا شتاب پایین و شتاب بالا تقسیم می شوند.

کاربرد موتور خطی شتاب پایین را می توان در یک قطار سریع السیر مگلو که با سرعت زیاد حرکت می کند مشاهده کرد.

موتورهای خطی پرسرعت به طور معمول نسبتا کوتاه هستند و به منظور سرعت بخشیدن به یک شی تا سرعت بسیار بالا طراحی شده اند مانند کویلگان.این نوع موتورها برای مطالعات برخورد سرعت بالا به عنوان تسلیحات نظامی یا به عنوان راه اندازنده جرمی برای پیشرانه فضاپیما به کار می رود.

از دیگر کاربردهای موتور خطی در خطوط نورد فلزات مختلف بدون برقراری تماس و ایجاد فرورفتگی و خراش در آنها و هم چنین در پمپ فلزات مذاب برای استفاده در ریخته گری تحت فشار،  انتقال فلزات مذاب و پمپ سیکل بسته ،  نیروگاه های اتمی و خورشیدی می توان نام برد.هم چنین این نوع موتور در بستر دریا و برای تولید برق از انرژی موج استفاده می شود.

موتورهای خطی اغلب موتورهای پله ای یا القایی هستند.

نحوه کار:

وقتی اولیه یک موتور خطی القایی توسط یک منبع سه فاز متعادل تحریک شود به جای شار دورانی سه فاز، یک شار القایی متحرک در اولیه ایجاد می شود که می تواند در تمام طول اولیه حرکت کند .بنابر حرکت نسبی بین شار متحرک و هادی ها ،جریان الکتریکی در هادی آلومینیومی ثانویه القا می شود . این جریان القایی با موج شار عبوری واکنش متقابل نشان می دهد و منجر به ایجاد نیروی خطی می شود. اگرثانویه ثابت باشد و اولیه بتواند آزادانه حرکت کند، این نیرو اولیه را در جهت نیروی وارد شده حرکت می دهد که حرکت مستقیم الخط را در پی دارد.

مزیت ها:

موتورهای خطی موتورهای آینده هستند که همه جا را خواهند گرفت. در تمامی موتورهاما از حرکت دورانی استفاده می کنیم و موتور به صورت دورانی میچرخد ولی در موتورهای خطی حرکت به صورت خطی است و این یعنی اینکه سیستمی با حجم کمتر و بازده بالاتر. نگهداری از موتورهای خطی آسان است و چون فقط یک قطعه حرکت می کند قابلیت اطمینان بالایی دارند. این موتورها سرعت بالایی دارند و در هنگام کار با آنها باید مراقب بود.

1-اعتماد بالا: این نوع موتورها به دلیل شناور بودن نیاز به تعمیر و نگهداری چندانی ندارند .

2-سرعت بالا قابل

3- بازده بالا

4- بدون نیاز به تبدیل سرعت دورانی به خطی

معایب:

1-گران

2- نیازمند به کنترلر های معمول

3- برای هر سیستمی نوع خاصی باید طراحی شود