Lineer motor basitçe X-Y düzleminde açılmış indüksiyon motorlarıdır. Alternatif akımla çalışan bir asenkron motor statorunda, dairesel sarılmış bobin kısmı açılarak elde edebileceğimiz bir motor türüdür.
Motor düzleminin uç kısımlarındaki manyetik alanı tahmin etmek zordur ve hesaba katılması gereklidir. Ses bobini motoru (voice coil motor), Fırçasız AC Servo motor, Step ve bunların varyasyonları gibi birçok lineer motor tipleri bulunmaktadır.
Fırçasız demir çekirdekli lineer motorlar düşük Cogging kuvvetine (%2 veya daha az) sahip olmalıdır. Hareketli bir kütlenin itme oranı doğrusal motorun taşıyacağı yük kapasitesi ile belirler. Az hareketli bir kütle demek harici yük için daha fazla kapasite olacağı anlamına gelir. Buna ek olarak, yüksek ivmelenme veya yavaşlama yapan hareketli bir kütlede ortaya çıkan reaksiyon kuvvetleri, makinede ciddi titreşimler yaratır. Ayrıca bu durum öngörülemeyen rezonanslara da yol açabilmektedir.
Eksenlerde ki hareketi hem eş zamanlı ve/veya bağımsız olarak hareket ettirmek istiyorsanız lineer motorları tercih edebilirsiniz. Çalışma döngüsü (Duty cycle) aşırı ısınmasını önlemek için düşük tutulmalıdır. İyi bir lineer motorun raf ömrünün fazla olması için mümkün olduğunca az hareketli kablo sayısı kullanılmış olmalıdır. Uygulamada kullanılan bazı lineer motor tiplerini inceleyelim:
Lineer Motor Tipleri
Senkron Tipi
Bu tasarımda, manyetik alanın hareket hızı rotorun hareketini izlemek için, genellikle, elektronik olarak kontrol edilir. Rotor genellikle kalıcı mıknatıslar, ya da yumuşak demir içerir, maliyet nedenleriyle senkron lineer motorlar nadiren komütatörler kullanır. Diğer birçok lineer motorların yanı sıra örneğin coilguns ve bazı maglev sistemlerinde kullanılırlar.
İndüksiyon Tipi
Bu tasarımda kuvvet, iletkenlerin üzerine etki eden hareketli lineer bir manyetik alan tarafından üretilir. Herhangi bir iletken, bir döngü, bir bobin veya basit bir metal plakanın parçası olması, bu bölgedeki alana eddy akımları indükler. Lenz yasası uyarınca, bu etki bir karşıt manyetik alan oluşturur. İki karşıt alan birbirlerini iter ve bu sayede metal boyunca oluşmuş manyetik alan sayesinde hareket meydana gelir.
Lineer Motor Seçimi
Bir lineer motor seçimi yapılırken göz önünde bulundurulacak diğer faktörler ise: Etkin stroke (süpürdüğü yol mesafesi)*, çözünürlük/kararlılık*, yük taşıma kapasitesi*, hareketli kütlesi, hassasiyet*, tekrarlanabilirlik, doğrusallığı/düzlemselliği, maksimal hız*, maksimum ivme*, bobin endüktans gibi değerler lineer motorların performans ve fiyat endeksini belirleyen unsurların başında gelir. Özellikle * ile belirtmiş olduğumuz değerler bir lineer motor seçiminde istenen temel bilgilerdir. Tasarım yaptığınızda ve lineer motor seçimi kullanmak istiyorsanız bu değerlerin önceden bilinmesi size kolaylık sağlayacaktır.
Voltaj
- Doğrusal motorun tipine bağlı olarak değişiklik göstermektedir.
- Daha yüksek gerilimler genellikle daha fazla tork demektir, ama aynı zamanda daha fazla güç gerektirmektedir.
- Motorlar nominal gerilimin üstünde veya altında çalışabilir (diğer tasarım gereksinimlerini karşılamak için)
- En verimli olduğu an nominal gerilim altında çalıştığı zamandır.
Akım
- Bir motor satın alacağınız da zorlanma ve işletme akımını (max ve minimum) dikkate alın.
- Motorda bir tork değişikliği yaşadığında (örneğin ters yöne hareketi gibi) akımda kısa süreli ani artışlar gerçekleşebilir.
- Akım artışları zorlanma akımının 2 katı kadar olabilir. Eğer koruma bulunmuyorsa bu durum kontrol devresini yakabilmektedir.
- Devre sisteminde herhangi bir nedenle oluşacak ters akımı önlemek için diyotlar kullanılmış olması gereklidir.
- Devrenin güç değerlerini kontrol edin ve gerekirse pasif soğutucu levhalardan kullanın.
Güç (Gerilim x Akım)
- Genellikle zorlanma akımına yakın çalışan motorlar ya da sık sık yüksek tork altında terslenen akım, motorun erimesine neden olabilir.
Tork
- Bir motor satın alacağınız da zorlanma ve işletme torkunu (max ve minimum) dikkate alın.
- Voltaj değeri değiştiğinde tork değeri de değişmiş olacaktır.
Hız
- Motorlar, mümkün olan en yüksek hızlarda daha verimli bir şekilde çalışır.
- Unutmayın ki tork ivmelenmeyi belirler, yani kötü ivme ile hareketlenmiş hızlı bir robot aslında gerçekten yavaş bir robottur.
Verim
- Nominal gerilimde en verimlidir
- Motorlar, mümkün olan en yüksek hızlarda daha verimli bir şekilde çalışır.
- Sürtünme, yavaş hızlarda bir sorun yaratabilir.
Kontrol Yöntemleri
- Motor tipine bağlıdır
- Çoğu lineer motor özel kontrolörleri ile birlikte gelir.