Comprendre les moteurs linéaires : de l'énergie électrique au mouvement linéaire précis

Qu'est-ce qu'un moteur linéaire ?

Dans l'industrie du travail des métaux, un moteur linéaire, par définition, est un moteur électrique qui a son stator et son rotor déroulés, donc, au lieu de l'émission d'un couple (c'est-à-dire une rotation), le moteur linéaire peut émettre une force linéaire le long de sa longueur. Important, bien que la force soit linéaire, les moteurs linéaires ne sont pas toujours linéaires.

Développement

Le développement des moteurs linéaires remonte aux années 1840 au Royaume-Uni. Dans les applications pratiques, il existe un moteur à induction linéaire viable utilisé pour entraîner des trains et des ascenseurs aux États-Unis. Plus tard, un ingénieur allemand a construit un modèle fonctionnel dans les années 1930. Puis à la fin des années 1940, le premier modèle fonctionnel à grande échelle a été construit.

En environ un siècle, le développement des moteurs linéaires a commencé avec un concept, puis promu par de nombreux inventeurs et ingénieurs talentueux dans l'histoire, et ensuite appliqué dans l'industrie. Ces moteurs linéaires sont tous des moteurs linéaires à faible accélération.

Comparé au concept des moteurs BLDC

Un autre type courant comparé aux moteurs linéaires est les moteurs BLDC. Le moteur BLDC est un moteur synchrone entraîné par courant continu via un onduleur qui envoie du courant alternatif pour exciter chaque phase du moteur via un contrôleur en boucle fermée. En même temps, le contrôleur fournit des impulsions de courant aux bobinages du moteur pour contrôler le couple et la vitesse du moteur. En général, la structure d'un moteur sans balais est similaire à un moteur synchrone à aimants permanents (PMSM en abrégé), et le premier peut être considéré comme un moteur à réluctance variable ou un moteur asynchrone, mais pas un moteur synchrone.

Avantages du BLDC

Concernant les avantages des moteurs sans balais par rapport aux moteurs à balais, la conception du premier a un rapport puissance/poids plus élevé, une vitesse plus élevée, un meilleur contrôle électronique et des coûts de maintenance plus faibles. Basé sur ces avantages, les moteurs à courant continu sans balais sont largement utilisés dans de nombreuses applications scientifiques. Par exemple, les servomoteurs sans balais (CC et CA) sont couramment utilisés dans la robotique.

Récemment, les servomoteurs CA ont également été largement utilisés car le contrôle devient plus facile qu'avant et peut encore supporter un couple plus élevé. Avec l'introduction des moteurs BLDC, les bras robotiques industriels peuvent maintenant déplacer des objets lourds avec une haute précision, mais à un coût inférieur à d'autres solutions alternatives. Par conséquent, dans le domaine industriel, de nombreux bras robotiques sont équipés de moteurs à courant continu sans balais, offrant ainsi la meilleure qualité de sortie pour la ligne de production. Les moteurs BLDC peuvent être utilisés dans une gamme plus large de domaines industriels, et les bras robotiques ne sont qu'un d'entre eux.

Moteur BLDC utilisé dans les moteurs linéaires

Les moteurs linéaires sont des dispositifs qui peuvent produire un mouvement linéaire sans système de transmission. Les systèmes de transmission conventionnels nécessitent de nombreux composants, tels que des crémaillères et pignons, des vis à billes et à rouleaux, des cames, etc.

Dans un moteur rotatif, tous les composants ci-dessus sont nécessaires. La conception technique du moteur linéaire CC sans balais est un stator à encoches avec des dents magnétiques et un actionneur mobile. Les actionneurs ont généralement des aimants permanents et des bobinages. Afin d'obtenir un mouvement linéaire, le contrôleur du moteur attire les bobinages dans l'actionneur, ce qui active le champ magnétique, réalisant ainsi parfaitement un effet linéaire.

Tendance industrielle du moteur linéaire

De nos jours, dans les domaines de l'automatisation et des appareils électriques de consommation 3C, les fabricants ont tendance à acheter des centres d'usinage avec bras robotique pour atteindre une gamme d'applications plus large. La machine-outil est l'actif le plus basique du fabricant et joue un rôle vital dans la détermination de la qualité de sortie. Les moteurs linéaires, bras robotiques et autres équipements d'automatisation sur la machine-outil peuvent apporter une performance et une efficacité plus élevées.

Le BLDC se démarque

Après l'invention du centre d'usinage et du système de contrôle programmé (CNC, commande numérique par ordinateur), les normes d'usinage sont devenues plus strictes qu'avant. En plus des centres d'usinage CNC, il y a des centres de tournage CNC, des fraiseuses CNC, des centres de taraudage et de fraisage CNC, des machines de perçage et de fraisage CNC, et d'autres machines personnalisées, qui peuvent être intégrées avec des systèmes automatisés ou semi-automatiques.