Lineaire motoren

Voor als het heen en weer moet gaan

Voor iets dat heen en weer moet gaan, zijn er slimme oplossingen bedacht waarbij de lineaire beweging aangedreven wordt door een motor die rond draait. Bij deze systemen is er altijd de een of andere bewegingsomzetter nodig om de draaibeweging om te zetten in een heen en weer gaande beweging. Deze omzetting van de beweging heeft echter een aantal nadelen die met een compleet ander type aandrijving volledig komen te vervallen.

De omzetter die er voor zorgt dat een draaiende beweging omgezet wordt in een heen en weer gaande beweging kan bijvoorbeeld een krukas, een tandriem of een spindel bevatten. Al deze systemen zijn al duizenden jaren in gebruik en werken naar volle tevredenheid. Wie echter goed gaat kijken naar een dergelijke overbrenging, zal zien dat hier mee altijd een stuk energieverlies gepaard gaat. Ook zijn er extra onderdelen nodig die voor meer storingen en slijtage zorgen. Al met al dus nadelen die we met liefde kwijt zouden zijn. Het grote probleem zit echter in het punt dat bijna alle motoren een draaibeweging opwekken en dan moet er wel een omzetter gebruikt worden om de lineaire beweging te maken.
In de loop van de tijd heeft men gelukkig de bewegingsomzetters behoorlijk weten te optimaliseren. Uitgekiende ontwerpen en vooral goede lagers hebben er toe bijgedragen dat het rendementsverlies van de omzetter minimaal is. Toch kan gesteld worden dat er zeer veel te winnen is als alle omzetters niet meer nodig zijn. Dit vraagt echter om een compleet ander soort motor – een motor die niet meer draait.

Zweeftrein
De motor die niet meer draait, bestaat al vele decennia. Hij is vooral bekend geworden van de experimentele zweeftreinen. Deze lineaire motor bestaat in feite uit een uitgerolde standaard elektromotor waarbij de rotor in het platte vlak onder de trein gemonteerd is en de stator in de treinbaan gemonteerd is. Deze techniek kan natuurlijk ook op kleinere schaal gebruikt worden. Een fraai voorbeeld hiervan zijn de lineaire motoren van Copley Controls. Hun lineaire motoren hebben een compacte bouwvorm en bestaan uit een bewegende as en een stilstaand deel. De as is uitgevoerd met gestapelde permanente magneten. Door de in de behuizing zittende spoelen driefasig aan te spreken, wordt een magnetisch veld gecreëerd, waardoor de as in beweging gebracht wordt. Doordat hierbij het magneetveld rondom de as gepositioneerd is, zweeft hij door de stator heen en is er dus ook nagenoeg geen sprake van wrijving.
De lineaire motor is te vergelijken met een normale borstelloze driefasemotor met een rotor die is opgebouwd met permanente magneten. Het verschil is dat in de lineaire motor de magneten en wikkelingen van de stator achter elkaar gemonteerd zijn en niet in een cirkel (zie figuur 1). Ook het aansturen van de motor gaat op dezelfde manier. In figuur 2 is dit te zien. Hier is ook een remcircuit opgenomen dat er zeer bekend uitziet.

Voor het complete artikel klikt u hier