Existen varios tipos de motores eléctricos, como bien sabrás si nos lees frecuentemente. En otros artículos te hemos presentado otros motores importantes para tus proyectos DIY con Arduino o de mecatrónica, pero en este nuevo artículo nos centraremos en un tipo de motor específico: motor lineal.
Para aprender más al respecto, te invito a seguir leyendo…
¿Qué es un motor lineal?
Un motor lineal es un tipo de motor eléctrico especial que se diferencia de los motores convencionales en que no produce un movimiento rotativo, es decir, no gira un eje, sino que genera una fuerza lineal a lo largo de su longitud. Este tipo de motor funciona principalmente como un actuador tipo Lorentz, donde la fuerza generada está directamente relacionada con la corriente eléctrica y el campo magnético aplicado.
Existen diferentes diseños de motores lineales, pero generalmente se dividen en dos categorías principales: motores
- Motores de baja aceleración: son adecuados para aplicaciones como el tren maglev y otros sistemas de transporte terrestre de alta eficiencia. Estos trenes permiten impulsarse a través de las vías mediante electricidad y magnetismo, pudiendo viajar a altas velocidades, aunque necesitan más tiempo para poder acelerar a la velocidad máxima.
- Motores lineales de alta aceleración: suelen ser más cortos y están diseñados para acelerar objetos a velocidades extremadamente altas, como es el caso de los railguns. Se utilizan comúnmente en aplicaciones de alta velocidad, como armas o propulsores de masa en sistemas de propulsión espacial. Estos motores suelen tener un diseño que incluye un bobinado activo en un lado del espacio entre los componentes magnéticos y una placa conductora pasiva en el otro lado. Un ejemplo es el motor lineal de corriente directa homopolar tipo railgun.
Por otro lado, los motores de baja aceleración, alta velocidad y alta potencia a menudo son del tipo motores lineales sincrónicos (LSM), que cuentan con un bobinado activo en un lado del espacio entre los componentes magnéticos y un conjunto de imanes con polos alternados en el otro lado. Estos imanes pueden ser imanes permanentes o electroimanes. El motor del Shanghai Transrapid es un ejemplo de un LSM.
Aplicaciones del motor lineal
Los motores lineales son dispositivos electromecánicos que tienen una amplia variedad de aplicaciones en diversas industrias, como pueden ser:
- Transporte de alta velocidad: los sistemas de transporte de alta velocidad, como los trenes de levitación magnética (maglev), a menudo utilizan motores lineales para lograr velocidades muy altas y una eficiencia energética notable. Estos motores permiten la propulsión lineal a través de campos magnéticos.
- Manufactura y automatización: en entornos de fabricación y automatización, los motores lineales se emplean en máquinas CNC (control numérico por computadora), impresoras 3D y sistemas de manipulación de materiales. Su precisión y capacidad de movimiento controlado los hacen ideales para estas aplicaciones.
- Robótica: se utilizan en robots y manipuladores robóticos para controlar los movimientos precisos de las articulaciones y herramientas. Esto es esencial en la industria automotriz, electrónica y de ensamblaje.
- Aeroespacial: en la industria aeroespacial, los motores lineales pueden encontrarse en sistemas de control de vuelo, actuadores de control de superficies y otros componentes críticos para la navegación y el control de aeronaves y satélites.
- Ciencia y medicina: los motores lineales se utilizan en equipos de diagnóstico médico, microscopios de alta precisión y sistemas de análisis químico. Su capacidad para movimientos controlados con alta precisión es vital en estas aplicaciones.
- Investigación científica: en laboratorios de investigación, los motores lineales se utilizan en experimentos de física y química, así como en equipos de prueba y medición. Su capacidad para proporcionar movimientos exactos es esencial en la investigación científica. Por ejemplo, en equipos de medición de fuerza, etc.
- Tecnología de defensa: se utilizan en aplicaciones militares, como sistemas de armas, dispositivos de puntería y sistemas de posicionamiento de alta precisión.
- Simuladores y entretenimiento: en la industria del entretenimiento, los motores lineales se emplean en simuladores de vuelo, simuladores de conducción y atracciones de parques temáticos para crear experiencias inmersivas y realistas.
Tipos que existen
Entres los motores lineales podemos distinguir varios tipos dentro de las categorías que he citado anteriormente. En este caso tiene que ver con el tipo de impulso que usan para moverse. Y tenemos que destacar:
- Motor de Inducción: en este diseño, se genera fuerza al mover un campo magnético lineal que interactúa con conductores en su entorno. Cuando se coloca cualquier tipo de conductor, como una bobina, una espira o incluso un trozo de metal, en este campo, se generan corrientes de Foucault que a su vez crean un campo magnético opuesto, siguiendo la ley de Lenz. Los dos campos magnéticos opuestos se repelen mutuamente, lo que provoca el movimiento a medida que el campo magnético barre a través del metal.
- Motor Sincrónico: generalmente se controla la velocidad del campo magnético móvil mediante dispositivos electrónicos para regular el movimiento del rotor. Debido a consideraciones de costo, los motores sincrónicos lineales rara vez utilizan conmutadores, por lo que el rotor a menudo incorpora imanes permanentes o hierro dulce. Ejemplos de este tipo de motores incluyen coilguns y motores utilizados en sistemas maglev.
- Homopolar: una corriente elevada se hace pasar a través de un sabot metálico utilizando contactos deslizantes alimentados desde dos rieles. La generación de un campo magnético debido a esta acción hace que el metal se proyecte a lo largo de las vías.
- Piezoeléctrico: los motores lineales pequeños a menudo utilizan un sistema piezoeléctrico para generar movimiento.
Ahora ya sabes qué son los motores lineales, para que puedas comenzar a usarlos en tus proyectos para distintas aplicaciones. Su uso es igual al de otros tipos de motores que te hemos explicado en este blog, como los actuadores lineales, muy similares a estos motores…