الکتروموتور خطی

الکتروموتور خطی موتوری است که استاتور و روتور آن شکلی خطی و مستطیلی دارد و مانند الکتروموتور های دیگر دوار نمی باشد. نیروی مغناطیسی در این الکتروموتور ها بصورت خطی و در طول استاتور بوجود می آید و حالت چرخشی ندارد. در این الکتروموتور ها به استاتور ،  قسمت اولیه و به روتور ، قسمت ثانویه می گویند. امروزه با پیشرفت تکنولوژی ، رویکرد افزایش بازده در تمامی صنایع در حال اجرا می باشد. اکثر کشور های صنعتی در حال جایگزین کردن الکتروموتور های خطی به جای موتور های دوار در کارکرد های خطی می باشند. استفاده از این الکتروموتور ها باعث حداکثر خروجی  با کمترین خطا در صنایع می شود. در ابتدا به وسیله قطعات واسطه الکتروموتور های دورانی عملکردشان مانند موتور های خطی می شد اما با گذشت زمان و برای اولین بار در سال 1841 با حذف قطعات واسطه اولین موتور های خطی ساخته شدند. الکتروموتور های خطی به دلیل راندمان بالاتر ، قابلیت اطمینان بیشتر و گشتاور سریع تر نسبت به نوع دوار در کارکرد های خطی ترجیح داده می شوند.

الکتروموتور های خطی به دلیل سادگی ساختار ، عدم نیاز به اتصالات مکانیکی برای انتقال نیرو ، راندمان بالا و صرفه جویی در هزینه ها کاربرد گسترده ای دارند. از مهمترین استفاده های آن می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• آسانسور برج ها
• درهای کشویی
• واگن های حمل مواد در معادن
• جرثقیل ها
• دستگاه های صفحه تراش
• مترو ها و قطار های سریع السیر
• ژنراتور های دریایی
• چاپگر های عریض
• ربات ها

از پر کاربردترین نوع الکتروموتور های خطی می توان به القایی و سنکرون اشاره کنیم که در ادامه به شرح هر کدام می پردازیم.

الکتروموتور های سنکرون خطی

الکتروموتور سنکرون خطی ، موتوریست که سرعت چرخش روتور با سرعت میدان مغناطیسی برابر است. الکتروموتور های سنکرون دارای یک آهنربای خطی دائم کار می باشند. از مزایای این موتور ها می توانیم به نیروی الکترومغناطیس بالا ، تلفات کم و زمان راه اندازی بسیار سریع اشاره کنیم. از الکتروموتور های سنکرون خطی در مواردی که دقت بالایی نیاز هست مانند ماشین های ابزار ، ربات ها و سرور هایی با حساسیت بالا استفاده می شوند. استاتور الکتروموتور های سنکرون خطی دارای سیم پیچ سه فاز می باشد . این الکتروموتور ها بر اساس شکل به دو دسته تخت و لوله ای تقسیم می شوند. در موتور های لوله ای خطی ، استاتور بصورت استوانه ای و آهنرباها و سیم پیچ بصورت حلقوی می باشند. در نوع الکتروموتور تخت استاتور و روتور بصورت موازی و به شکل مکعب مستطیل هستند.

از جمله محدودیت هایی که در الکتروموتور های سنکرون خطی باید رعایت کنیم عبارتند از :

1- محدودیت در سرعت : سرعت گشتاور این الکتروموتور ها نباید از حداکثر سرعت مجاز بیشتر شود زیرا باعث گرم شدن بلبرینگ ها ، تلفات انرژی و آسیب به قطعات می شود.

2- محدودیت جریان : حداکثر جریان مجاز این الکتروموتور ها بستگی به سطح مقطع سیم پیچ ها ، سیستم خنک کننده و حد مجاز جریان کلید های قدرت آن دارد. اگر جریان از حد مجاز حتی برای مدت کوتاهی فراتر رود باعث آسیب جدی به این نوع الکتروموتور می شود.

3- محدودیت ولتاژ : ولتاژ مجاز این الکتروموتور توسط دو عامل تعیین می شود. یک عامل حداکثر ولتاژ قابل تحمل عایق سیم پیچ ها و دیگری ولتاژ قابل تولید اینورتر می باشد.

الکتروموتور های القایی خطی

الکتروموتور های القایی خطی در چند سال اخیر تحولات چشم گیری را در صنایع مختلف ایجاد کرده اند. از مزایای این الکتروموتور ها می توان به ساختار ساده ، کاهش هزینه ها و تنوع بالای آن اشاره کرد. استاتور این الکتروموتور ها دارای شبکه سیم پیچ سه فاز می باشد. پر کاربردترین الکتروموتور های القایی خطی از نظر شکل عبارتند از :

• نوع استاتور کوچک : در مسیرهای طولانی مناسب تر است ، زیرا به کار گیری سیم پیچ سه فاز در طول یک مسیر بلند ، غیر اقتصادی است.
• نوع روتور کوچک : برای استفاده در مسیر های کوتاه مناسب می باشد.
• نوع روتور ورقه ای و بدون هسته آهنی : این نوع الکتروموتور خطی القایی ارزان قیمت است اما به دلیل نبود یک هسته آهنی در قسمت روتور نیروی مغناطیسی در آن منظم نمی باشد و موجب کاهش شدید نیروی رانش می شود.
• نوع دو استاتور موازی : مانند نوع روتور ورقه ای و بدون هسته آهنی می باشد اما با قرار گیری دو استاتور رو به روی هم ضعف های نوع قبلی پوشش داده می شود و نیروی گشتاور این الکتروموتور به مراتب بیشتر است.
  الکتروموتور های خطی القایی بر اساس اهمیت سرعت چرخش روتور ، مقدار بار وارده و توان به سه دسته تقسیم می شوند. در الکتروموتور های خطی که مقدار توان خروجی اهمیت داشته باشد ، یک نیروی رانش بسیار زیاد در زمان بسیار کوتاه به قسمت متحرک اعمال می گردد. از این الکتروموتور ها در پرتاب کننده موشک و دستگاه پرس استفاده می شود. در کاربرد هایی که گفته شد نیروی زیاد در مدت زمان کم اعمال می گردد.در الکتروموتور هایی که سرعت گشتاور اهمیت دارد باید میزان این سرعت کنترل شده تغییر یابد و تغییرات ناگهانی سرعت و نیروی زیاد در زمان کم موجب آسیب به الکتروموتور می شود. از مهمترین نمونه های این کاربرد می توان به سیستم حمل و نقل ریلی اشاره نمود.در الکتروموتور هایی که مقدار بار اهمیت دارد ، سرعت نقشی ندارد و خود بار و نیرو مهم می باشد. در این موتور ها سرعت صفر و یا ثابت می باشد. از کاربردهای این الکتروموتور ها می توان استفاده در ربات ها اشاره نمود.