Um motor linear é um motor elétrico que não gera um movimento rotativo, mas linear. Ao contrário dos motores rotativos, um motor linear move o elemento ao longo de um caminho linear ou curvo.
O modo de operação mais comum é como um atuador do tipo Lorentz. Neste modo, a força aplicada é linearmente proporcional à corrente elétrica e ao campo magnético.
Os motores lineares são divididos em dois grandes grupos:
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Motores lineares de baixa aceleração: utilizados no transporte.
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Motores lineares de alta aceleração: usados em armas como o canhão magnético e artefatos espaciais.
Tipos de motores lineares
Os motores lineares podem ser classificados em quatro tipos diferentes:
1. Motor de indução linear
No projeto de motores de indução linear, a força é produzida pelo deslocamento de um campo magnético linear que atua sobre os condutores do campo. As correntes parasitas serão induzidas em qualquer condutor colocado neste campo.
Os condutores podem ser, por exemplo, um enrolamento, laço ou simplesmente uma peça de metal. Essas correntes parasitas criam um campo magnético oposto, conforme determinado pela lei de Lenz. Os dois campos magnéticos opostos se repelem, criando movimento conforme o campo magnético varre o metal.
2. Motores lineares síncronos
Dispositivos eletrônicos são geralmente usados em projetos de motores lineares síncronos. Esses dispositivos controlam a velocidade de deslocamento do campo magnético para regular o movimento do rotor.
Motores lineares síncronos raramente usam comutadores para reduzir custos. Por esse motivo, o rotor geralmente contém ímãs permanentes ou um núcleo de ferro macio. Alguns exemplos deste tipo de motores são pistolas e motores usados em sistemas Maglev .
3. Motores lineares homopolares
Em motores lineares homopolares, uma alta corrente é passada através de um sabot metálico por contatos deslizantes. Esses contatos são alimentados por dois trilhos. Essa ação produz um campo magnético que faz com que o metal se projete pelos trilhos.
4. Motores lineares piezoelétricos
Um motor piezoelétrico é um tipo comum de motor que usa eletricidade para produzir vibrações de uma forma que produz movimento linear ou rotativo.
Um celular recria um efeito semelhante ao se mover devido às vibrações ao receber uma chamada.
Os motores piezoelétricos têm muita força em movimentos lentos, mas também podem ser muito rápidos, ter poucas peças, não precisam de lubrificação e são muito eficientes em termos energéticos. A desvantagem é que eles não podem girar livremente quando parados.
Como funciona um motor linear?
Os motores lineares diferem dos motores rotativos porque uma corrente elétrica circula pela parte ativa que se move. Por outro lado, a parte que permanece imóvel fornece um campo magnético normalmente criado por ímãs permanentes.
As unidades lineares não precisam de elementos de transmissão, como correntes, correias ou semelhantes. Portanto, um movimento pode ser implementado diretamente para eles e nos referimos a esses motores como acionamentos diretos.
Eles são divididos em 2 tipos:
Operação de um motor linear de baixa aceleração
O funcionamento deste motor envolve a produção de um campo eletromagnético por uma longa série de enrolamentos que são acionados em cascata, em relação ao objeto a ser transportado.
Este tipo de motor é normalmente utilizado em trens por oferecer alto desempenho por não possuir tantas superfícies de atrito.
Operação de um motor linear de alta aceleração
Este tipo de motor é usado para desenvolver armas.
No caso de canhões ferroviários, existem dois trilhos de material condutor, nos quais uma bala é fixada. Tudo está inserido em um poderoso eletroímã.
Quando o canhão vai disparar, ele primeiro tem que carregar a eletricidade dentro de uma grande pilha de supercapacitores e quando estes são carregados, toda a eletricidade é liberada pelos trilhos e pelo eletroímã do cano de fogo.
Isso transforma a bala no condutor que fecha o circuito, isso produz um campo magnético dentro dela que se opõe ao campo eletromagnético do cano. Desta forma, a bala flui para a luz de saída com uma aceleração poderosa.
Exemplos de motores lineares
Este sistema é utilizado em sistemas de transporte por levitação magnética como o Shanghai Transrapid, em ferrovias com rodas convencionais de metal, em alguns metrôs leves, como os de Vancouver, Toronto e Kuala Lumpur e para o AirTrain no aeroporto JFK de Nova York. Existem também alguns metrôs clássicos, como a linha Toei Oedo do metrô de Tóquio.
Este sistema também é usado em algumas montanhas-russas e foi proposto na execução vertical como um elevador para poços de mineração.