¿Por qué utilizar un motor lineal en lugar de un husillo de bolas o un actuador lineal?

Aplicaciones de motores lineales comparadas con actuadores lineales.

Cuando alguien dice "motor", la imagen que le viene a la mente a la mayoría de la gente suele ser algo que gira. Sin embargo, los motores pueden adoptar distintas formas, como los motores lineales.

El motor lineal fue inventado a finales de los años 40 por el Dr. Eric Laithwaite, de la Universidad de Manchester. Empezaron como dispositivos de baja aceleración, pero en la actualidad, la tecnología ha llegado a ser capaz de velocidades extremadamente altas en automatización. La tecnología también se convirtió en la base del transporte de levitación magnética.

Construcción

A diferencia de los motores rotativos, los motores lineales no tienen un rotor que gira dentro de un estator, sino un carro que se mueve hacia adelante y hacia atrás a lo largo de una pista.

La construcción de un motor lineal es la misma que la de un motor trifásico rotativo, pero abierta y aplanada. La configuración de un servoaccionamiento para un motor lineal es idéntica a la de un servoaccionamiento para un motor rotativo.

Un motor lineal está formado por imanes permanentes que alternan su polaridad y un carro móvil con tres fases de bobinas. La dirección de la corriente a través de estas bobinas magnetiza las fases norte o sur, lo que tira o empuja a lo largo de la pista del motor respectivamente.

Aplicaciones comparadas con los actuadores lineales

Los motores lineales no son la única forma de controlar el movimiento lineal. En muchos casos, se puede conseguir el mismo movimiento utilizando un motor rotativo y un husillo de bolas o un actuador lineal. Los husillos a bolas y los actuadores lineales suelen ser mucho menos caros que los motores lineales, por lo que algunos podrían preguntarse:

¿Por qué utilizar un motor lineal en lugar de un husillo de bolas o un actuador lineal?

Respuesta breve: Los motores lineales son para movimientos rápidos, aceleración y gran precisión. Los husillos de bolas y los actuadores lineales son para fuerza elevada y menor coste.

Respuesta larga: Como hemos visto, un motor lineal está construido igual que un motor rotativo sin escobillas, pero aplanado. Cuando se utiliza en una aplicación, la carga se fija al carro que se mueve a lo largo de los imanes permanentes. Al no haber engranajes, se trata de un sistema de transmisión directa que ofrece una capacidad de respuesta y una velocidad increíbles sin holguras. La desventaja es que la fuerza está limitada por la intensidad de las fuerzas magnéticas y la cantidad de energía que pueden transportar las bobinas del motor.

Por otro lado, los husillos a bolas y los actuadores lineales utilizan motores rotativos conectados a un sistema de engranaje mecánico que convierte el movimiento rotativo en movimiento lineal. Dado que se trata de un engranaje, la cantidad de fuerza disponible es mucho mayor que la fuerza disponible de un motor lineal. Cuanto más corto sea el avance del husillo de bolas, más fuerza se puede generar, pero se sacrifica la velocidad. En muchos de estos tipos de sistemas también hay que tener en cuenta la holgura, que reduce la precisión.

Los motores lineales se utilizan en aplicaciones de accionamiento directo en las que los requisitos de velocidad y precisión son superiores a los que pueden proporcionar un motor rotativo y un actuador mecánico, como las impresoras 3D industriales, una velocidad y aceleración que probablemente no sean posibles con un husillo de bolas o un actuador lineal.