27 agosto 2012

Aprendiendo a utilizar motores lineales




Los motores lineales convierten la energía directamente en movimiento lineal, sin necesidad de correas de transmisión, husillos u otros mecanismos. Usualmente son simples, fiables y robustos, y son capaces de proporcionar una velocidad exacta, movimiento y posicionamiento durante millones de ciclos. Debemos advertir que no siempre son convenientes para todas las aplicaciones, siendo sus principales beneficios los siguientes:



  • Funcionamiento altamente exacto y repetible.
  • No se producen reacción o movimiento estacionariod que a menudo tienen lugar en los sistemas mecánicos.
  • Alta aceleración, deceleración y control de velocidad altamente dinámico.
  • Fiable y robusto; sólo dos piezas, ninguna de las cuales se desgasta debido al hueco de aire entre ellas.
  • Fácil instalación debida a la naturaleza modular de las piezas de los imanes.
Una confusión común sobre los motores lineales es que hay diferentes formas de describir sus componentes. Por ello usemos “platen” para el estator unrolled y “forcer” para lo que es el rotor o coils; usualmente el platen es estacionario y el forcer se mueve por encima de él, aunque como un motor de drum esta configuración puede invertirse.

Diferentes tipos de motores lineales industriales pueden ser comparados con los motores de inducción AC, los motores de corriente continua, por pasos, servos y motores síncronos. El tipo más común es esencialmente un motor servo sin escobillas puesto plano.

Clasificaciones

Los motores lineales a menudo se clasifican por el tipo de forcer, núcleo de hierro o sin hierro. Un motor con núcleo de hierro tiene bobinados proyectándose hacia abajo desde el forcer que reaccionan con el campo electromagnético generado por la pletina para crear movimiento. Lamentablemente, ya que las bobinas pasan sobre los polos sur y norte de las pletinas puede resultar un movimiento tartamudeante, que es inaceptable para tareas de posicionamiento de precisión. Para reducir esto puede usarse un forcer (bomba) sin dietes. Para el movimiento sin precisión es mejor el motor sin hierro. Esto proporciona un movimiento uniforme, eficiencia energética mayor y velocidades más altas. Los motores con núcleo de hierro se usan usualmente donde se requieren fuerzas mayores y donde su precisión  es más baja y la onda de velocidad mayor no es un problema.

Muchos motores lineales tienen una pista de imán plano; si se requiere un impulso fuerte, posicionamiento preciso y movimiento uniforme con onda de velocidad más baja entonces puede usarse un diseño de canal.
Los fabricantes de motores lineales pueden alterar el rendimiento de sus unidades de numerosas formas. Éstas pueden incluir: el uso de resistencias y tamaños de imanes diferentes, o sesgándolos en ángulos y solapamientos; ajustando tamaños formas y pesos de la pletina o forcer. El resultado es que los motores lineales pueden ser optimizados para muchas aplicaciones.

En teoría los motores lineales se mueven por encima de la pletina, separados por un minúsculo hueco de aire. Esto es una proposición atractiva debido a que no hay pérdidas o desgastes por fricción.

Para asegurar que los motores lineales funcionen eficientemente y con fiabilidad durante periodos de tiempo prolongados es importante que los rodamientos se dimensionen para llevar las cargas requeridas, y que cada motor se monte sobre una base sólida.

La gestión térmica también necesita ser considerada. Aunque los motores rotatorios generalmente disipan mejore el calor que son capaces de generar. Sin embargo, debe notarse que el forcer tiende a calentarse y esto puede afectar a la carga útil, en cuyo puede requerirse alguna forma de aislamiento.

Bibliografía:

  • Linear proggression: Using linear motors. European Design Engineer April 2012

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