Motores Lineares: Uma Visão Geral Abrangente do Desenvolvimento, Características, e Princípios

1.História de desenvolvimento de motores lineares

Geralmente, motores elétricos giram quando funcionam. No entanto, veículos movidos por motores rotativos (como locomotivas elétricas e bondes nas cidades, etc.) precisa se mover em linha reta, e algumas peças de máquinas acionadas por motores rotativos também precisam se mover em linha reta. Isso requer a adição de um conjunto de dispositivos que convertem o movimento rotativo em movimento linear. Os motores de movimento linear podem ser usados ​​diretamente para acionar, eliminando assim este conjunto de dispositivos? As pessoas levantaram esta questão, e agora motores de movimento linear, nomeadamente motores lineares, foram feitos. A estrutura dos motores lineares pode ser feita em vários tipos, como plano, tipos cilíndricos ou de disco, de acordo com as necessidades.

2.Características dos motores lineares

Comparado com dispositivos acionados por motores lineares, motores lineares têm as seguintes vantagens:
O dispositivo de transmissão acionado por motores lineares não necessita de nenhum dispositivo de conversão e gera empuxo diretamente.
Pode eliminar o mecanismo de conversão intermediário, simplificar todo o dispositivo ou sistema, e tem operação confiável, eficiência melhorada, fácil manutenção, e custos reduzidos. A velocidade circunferencial dos motores rotativos comuns é limitada devido à ação da força centrífuga, enquanto a velocidade linear dos motores lineares não é limitada quando eles estão funcionando.
Motores lineares geram impulso eletromagnético diretamente por meio de energia elétrica, e seu movimento pode ser sem contato mecânico, o que reduz significativamente a perda mecânica.
Os motores rotativos convertem o movimento linear através de mecanismos de conversão, como cabos de aço, prateleiras, e correias de transmissão, e o barulho é inevitável. No entanto, motores lineares são acionados por força eletromagnética e apresentam pouco ou nenhum ruído.
Os motores lineares possuem uma estrutura simples. O núcleo primário pode ser selado como um todo com resina epóxi após a incorporação do fio. Eles podem ser usados ​​em ambientes úmidos, ambientes corrosivos ou prejudiciais e de alta e baixa temperatura.
Os motores lineares têm um bom efeito de dissipação de calor, especialmente os motores lineares primários curtos planos comumente usados. O núcleo primário e as extremidades do enrolamento estão diretamente expostos ao ar. Ao mesmo tempo, o secundário é muito longo, e o calor é fácil de dissipar. A carga térmica pode assumir um valor mais elevado, e nenhum dispositivo de resfriamento adicional é necessário.
Os motores lineares têm duas deficiências principais:
Comparado com motores rotativos da mesma capacidade, a eficiência e o fator de potência dos motores lineares são mais baixos, especialmente em baixas velocidades. As principais razões são: Primeiro, os entreferros primários e secundários dos motores lineares são geralmente menores que os dos motores rotativos, então a corrente de magnetização necessária é maior, o que aumenta a perda; segundo, porque as duas extremidades do núcleo primário do motor linear estão desconectadas, o chamado efeito de borda é gerado, o que causa problemas como distorção da forma de onda e também leva ao aumento das perdas. No entanto, da perspectiva de todo o sistema, a eficiência do sistema de motor linear sem o dispositivo de transmissão intermediário é às vezes maior do que a do sistema de motor rotativo.
O impulso inicial dos motores lineares, especialmente motores de indução lineares, é muito afetado pela tensão da fonte de alimentação, portanto, medidas relevantes precisam ser tomadas para garantir a estabilidade da fonte de alimentação ou alterar as características relevantes do motor para reduzir ou eliminar esta influência.

3.O princípio básico dos motores lineares

Os motores lineares são geralmente divididos em dois tipos: motores síncronos lineares e motores de indução lineares. Motores de indução lineares (LIM), chamados de motores lineares, são geralmente usados ​​​​no trânsito ferroviário urbano. Motores lineares evoluíram de motores rotativos. Sua estrutura básica e princípio de funcionamento são semelhantes aos dos motores rotativos comuns, assim como cortar um motor rotativo na direção radial e achatá-lo. Como resultado, seu modo de transmissão muda de movimento rotativo para movimento linear. O princípio de funcionamento do motor de indução linear é semelhante ao do motor de indução rotativo tradicional. Pode-se entender que a assíntota do motor de indução rotativo é linear. O estator estacionário (eletroímã e bobina) do motor de indução rotativo é instalado no bogie do veículo, e o rotor giratório (placa de indução) está deitado no meio da pista. Quando a corrente passa pela bobina eletroímã do motor linear, um campo magnético direto é gerado, e a tração é gerada através da interação com a placa de indução dos trilhos para empurrar o trem para frente; mudar a direção do campo magnético fará com que o trem se mova para trás.

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