Lineární elektromotor

Prototyp lineárního elektromotoru

Lineární elektromotor je elektrický motor, který nevykonává pracovní pohyb rotační, ale pohyb posuvný. Jde o netočivý elektrický stroj, který nemá rotující pracovní součásti. Jedná se o mnohapólový motor, jehož stator i rotor je rozvinut do délky podél pojezdové dráhy mechanizmu. Svojí povahou je konstrukčně blíže k asynchronnímu stroji a tím transformátoru nakrátko, nebo synchronnímu stroji. Magnetický obvod je přerušen vzduchovou mezerou pro oddělení pohyblivé a nepohyblivé části stroje.

Lineární motory patří v současné době mezi moderní technologii pohonů, které se čím dál více začínají prosazovat v lineární technice. Vyznačuje velkou dynamikou, rychlostí lineárního posuvu, precizností a kompaktním uspořádáním. Jeho hlavní výhodou z hlediska konstrukce je absence mechanických převodů, které zvyšují vůli, mechanické opotřebení a nepřesnost polohování. Značný rozvoj těchto motorů v poslední době zapříčinila širší dostupnost a snížení pořizovacích nákladů mechanických částí i řídící elektroniky na přijatelnou úroveň.

Moderní motory umožňují zrychlení až 5G a rychlost posuvu 6m/s.

Technologie

Lineární motor stejně jako rotační motor funguje na principu magnetické indukce. Na rozdíl od konvenčních motorů je stator i rotor lineárního motoru rozvinut do délky. Poháněný mechanizmus nevyužívá zprostředkující převod pohonu. Není rozhodující, která část stroje tvoří pevnou, nepohyblivou část a která pohyblivou část. Není rozhodující, která část stroje je napájena. Volba uspořádání závisí na konkrétní aplikaci.

Po celé délce pojezdové dráhy mechanizmu je rozvinut stator. Rotor překrývá jen část statoru a je na posouvané části mechanizmu. Napájená část je vždy složena z transformátorových plechů z magneticky měkkého materiálu. V drážkách paketu z transformátorových plechů je vloženo obvykle trojfázové vinutí. Proti napájené straně je umístěna sekundární část tvořená permanentními magnety, ale často jen magnetickým obvodem s vinutím nakrátko. Vinutí nakrátko může být tvořeno i samotnou masivní pojezdovou kolejnicí mechanizmu. Přivedením řídicího proudu do vinutí aktivní části vznikne spřažené magnetické pole mezi oběma částmi, které vyvolá silové účinky. Vznikající silové účinky rozpohybují zařízení.

Využití

• v dopravě pro pohon vlaků, například i na magnetickém polštáři, Maglev.
• v přesných CNC obráběcích strojích (typicky brusky), kde je magnetický pohyb přesnější než mechanickými převody, jež trpí vůlemi.
• triviálním lineárním motorem s jednou cívkou je reproduktor a mikrofon
• ve zvonicích pro rozhoupávání zvonů^[1].
• polohovací systémy (jedno i víceosé systémy)
• inspekční stroje, litografie^[2]

Poznámka

Vzhledem k tomu, že statická (nepohyblivá) část stroje se nachází podél celé pojezdové dráhy stroje, pořizovací náklady u velkých pohonů vybavených lineárními elektromotory, například u speciálních drah v železniční dopravě nebo v městské hromadné dopravě (typicky v metru), bývají velmi vysoké. Mnohakilometrová trať je i náročnější na kontrolu a údržbu, než je tomu u běžných tratí, a provozní náklady celého zařízení mohou být také velmi vysoké. Proto jsou v případech závislé trakce i nezávislé trakce napájené díly umísťovány výhradně na vozidlo. Důvodem je to, že při napájení pevné části, i pokud je napájen jen zatížený úsek, ale i přesto jsou vysoké ztráty energie. Napájený úsek nebývá překryt celý pohyblivou kotvou.

• 

  Schéma třífázového linearního motoru, hliníkový plát na povrchu často tvoří druhý "rotor".

• 

  První schéma lineárního indukčního motoru.

• 

  Druhé schéma lineárního indukčního motoru.

• 

  Tato linka č.6 Guangzhou Metra vlaku od CRRC Sifang and Kawasaki Heavy Industries se urychluje za používání indukce hliníkového tenkého plátu umístěného mezi dvě kolejnice.

Související články

• elektromotor
• lineární pohon

Reference

Externí odkazy

• Obrázky, zvuky či videa k tématu lineární elektromotor na Wikimedia Commons
• Rovnice a nákresy
• Zdroj informací ke článku - www.linearni-motor.cz
• Zdroj informací ke článku - www.raveo.cz