Lineární motor je elektrický motor, ve kterém je jeden z prvků magnetického systému otevřený a má rozvinuté vinutí , které vytváří magnetické pole , a druhý s ním interaguje a je vyroben ve formě vedení, které zajišťuje lineární pohyb pohyblivá část motoru. Nyní bylo vyvinuto mnoho odrůd (typů) lineárních elektromotorů, například:
Mnoho typů lineárních motorů, jako jsou asynchronní, synchronní nebo stejnosměrné motory, ve svém principu činnosti opakuje odpovídající motory s rotačním pohybem , zatímco jiné typy lineárních motorů (magnetostrikční, piezoelektrické atd.) nemají praktickou implementaci jako rotační pohyb. motory. Stacionární část lineárního motoru, která přijímá elektřinu ze sítě, se nazývá stator nebo primární prvek a část motoru, která přijímá energii ze statoru, se nazývá sekundární prvek nebo kotva (název " rotor " se nevztahuje na části lineárního motoru, protože slovo "rotor" doslova znamená "rotující" a v lineárním motoru nedochází k žádné rotaci).
Nejrozšířenější v dopravě a pro velké lineární posuvy jsou asynchronní a synchronní lineární motory, ale používají se také lineární stejnosměrné motory a lineární elektromagnetické motory. Ty se nejčastěji používají k získání malých pohybů pracovních orgánů a současně zajišťují vysokou přesnost a výraznou trakci.
Představu o zařízení lineárního indukčního motoru lze získat, pokud mentálně rozříznete stator a rotor vinutími konvenčního indukčního motoru podél osy podél generatrix a otočíte je do roviny. Výsledná plochá struktura je schematický diagram lineárního motoru. Pokud jsou nyní statorová vinutí takového motoru připojena k třífázové síti střídavého proudu , vytvoří se magnetické pole , jehož osa se bude pohybovat podél vzduchové mezery rychlostí V úměrnou frekvenci napájecího napětí f a délka pólového dělení t: V \u003d 2pf. Toto magnetické pole pohybující se podél mezery protíná vodiče vinutí rotoru a indukuje v nich EMF , pod jehož vlivem začnou vinutím protékat proudy. Interakce proudů s magnetickým polem povede ke vzniku síly působící podle Lenzova pravidla ve směru pohybu magnetického pole. Rotor - dále jej budeme nazývat sekundární prvek - se vlivem této síly začne pohybovat. Stejně jako u běžného asynchronního motoru dochází k pohybu prvku s určitým skluzem vzhledem k poli S = (V - v)/V, kde v je rychlost prvku. Jmenovitý skluz lineárního motoru je 2-6%. [1] Sekundární prvek lineárního motoru není vždy opatřen vinutím. Jednou z výhod lineárního indukčního motoru je, že jako sekundární prvek lze použít obyčejný plech. V tomto případě může být sekundární prvek také umístěn mezi dvěma statory, nebo mezi statorem a feromagnetickým jádrem. Sekundární prvek je vyroben z mědi, hliníku nebo oceli a použití nemagnetického sekundárního prvku zahrnuje použití konstrukčních schémat s uzavřením magnetického toku přes feromagnetické prvky. Princip činnosti lineárních motorů se sekundárním prvkem ve formě pásku opakuje činnost klasického asynchronního motoru s masivním feromagnetickým nebo dutým nemagnetickým rotorem. Statorová vinutí lineárních motorů mají stejná schémata zapojení jako běžné asynchronní motory a jsou obvykle připojena k třífázové síti střídavého proudu. Lineární motory velmi často pracují v tzv. režimu obráceného pohybu, kdy sekundární prvek stojí a stator se pohybuje. Takový lineární motor, nazývaný motor s pohyblivým statorem, nachází široké uplatnění zejména v elektrických vozidlech. Například stator je pevně upevněn pod podlahou vozu a sekundárním prvkem je kovový pásek mezi kolejnicemi a někdy jako sekundární prvek slouží samotné kolejnice. Jednou z odrůd lineárních asynchronních motorů je trubkový (koaxiální) motor. Stator takového motoru má tvar trubky, uvnitř které jsou proloženy ploché kotoučové cívky (vinutí statoru) a kovové podložky, které jsou součástí magnetického obvodu . Cívky motoru jsou spojeny do skupin a tvoří vinutí jednotlivých fází motoru. Uvnitř statoru je umístěn sekundární prvek, rovněž trubkový, vyrobený z feromagnetického materiálu. Při zapojení statorových vinutí do sítě se podél jeho vnitřního povrchu vytvoří putující magnetické pole, které indukuje proudy v těle sekundárního prvku směřující po jeho obvodu. Interakcí těchto proudů s magnetickým polem motoru vzniká síla působící podél potrubí na sekundární prvek, která způsobí (při fixovaném statoru) pohyb sekundárního prvku v tomto směru. Trubkové provedení lineárních motorů se vyznačuje axiálním směrem magnetického toku v sekundárním prvku, na rozdíl od plochého lineárního motoru, u kterého má magnetický tok radiální směr.
Hlavní oblastí použití synchronních motorů, kde jsou jejich přednosti obzvláště silné, je vysokorychlostní elektrická doprava . Faktem je, že za podmínek běžného provozu takové dopravy je nutné mít mezi pohyblivou částí a sekundárním prvkem poměrně velkou vzduchovou mezeru. V tomto případě má asynchronní lineární motor velmi nízký účiník (cosφ) a jeho použití není ekonomicky výhodné. Synchronní lineární motor naopak umožňuje relativně velkou vzduchovou mezeru mezi statorem a sekundárním prvkem a pracuje s cosφ blízkou jednotce a vysokou účinností , dosahující 96 %. Použití synchronních lineárních motorů ve vysokorychlostní dopravě je zpravidla kombinováno s magnetickým odpružením automobilů a použitím supravodivých magnetů a budicích vinutí, což umožňuje zvýšit komfort pohybu a ekonomický výkon kolejová vozidla.
Všechny lineární motory lze rozdělit do dvou kategorií:
Nízkorychlostní motory se používají ve veřejné dopravě ( maglev , jednokolejka , metro ) jako trakce , dále v obráběcích strojích (laser, vodní řezání, vrtání a frézování) a dalších technologických zařízeních v průmyslu. Trysky s velkým zrychlením jsou poměrně malé na délku a obvykle se používají k urychlení objektu na vysokou rychlost a následnému uvolnění (viz Gaussovo dělo ). Často se používají pro výzkum hyperrychlostních kolizí a hypoteticky by se daly použít i ve speciálních zařízeních, jako jsou zbraně nebo odpalovací zařízení kosmických lodí .
Lineární motory jsou také široce používány v pohonech posuvů obráběcích strojů a v robotice . Lineární enkodéry se často používají ke zlepšení přesnosti polohování .
| Motory | |||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| viz také stroj na věčný pohyb Převodový motor gumový motor | |||||||||||||||||