Motore lineare con magnete a canale U

Per avere un motore lineare ad azionamento diretto senza alcuni dei comportamenti dei motori con nucleo in ferro, sono stati creati i motori a U-Channel. L'assenza di ferro nelle zone nevralgiche del motore è una delle sue caratteristiche primarie. Questo elimina il cogging e la relazione forza-corrente non lineare provocata dalla saturazione magnetica. Al motore è stato aggiunto un secondo set di magneti permanenti disposti su entrambi i lati per migliorare la quantità di forza che può produrre. Inoltre, la piastra forzatrice non ferrosa, che normalmente è costruita in alluminio, ha bobine elettromagnetiche fissate su di essa mediante resina epossidica.

Il motore con canale a U offre vantaggi e svantaggi che il progettista deve tenere in considerazione nella scelta di un motore, proprio come il motore con anima in ferro. A seconda dello spazio disponibile, questo tipo di motore può essere posizionato sia verticalmente che orizzontalmente e normalmente ha una forma rettangolare. Per adattarsi a luoghi con un'altezza limitata, il motore può avere un design basso e piatto. La mancanza di cogging del tipo di motore a U è un altro vantaggio. Ci sono alcuni inconvenienti nel motore con canale a U, come in tutto.

Due piste magnetiche parallele con la forza tra le piastre sono una di fronte all'altra nei motori lineari con canale a U. Un sistema di cuscinetti sostiene il forzante nella pista magnetica. Poiché i forzanti sono privi di ferro, non vengono prodotte forze attrattive o dirompenti tra il forzante e la traccia magnetica. Poiché il gruppo bobina senza ferro ha una massa ridotta, può accelerare molto rapidamente.

L'avvolgimento della bobina è tipicamente trifase e utilizza la commutazione senza spazzole. Il motore può essere dotato di ulteriore raffreddamento ad aria e sono disponibili anche varianti raffreddate ad acqua per aumentare le prestazioni. Poiché i magneti sono disposti in un canale a forma di U e uno di fronte all'altro, questo design è più adatto a ridurre al minimo la dispersione del flusso magnetico. Inoltre, il layout riduce la possibilità di danni causati dalla forte attrazione magnetica.

La lunghezza del sistema di gestione dei cavi, la lunghezza disponibile dell'encoder e la capacità di realizzare strutture grandi e piatte sono gli unici fattori che limitano la lunghezza operativa delle tracce magnetiche, che possono essere combinate per migliorare la durata del viaggio.

• Rigidità intrinseca inferiore - Rispetto agli altri due tipi di motore, la rigidità intrinseca del motore è molto inferiore quando le bobine sono collegate al forzante tramite uno stampaggio epossidico. Questo è il risultato della rigidità del materiale epossidico e del fattore di forma delle bobine elettromagnetiche. L'orientamento delle bobine deve presentare una forma più debole rispetto alla direzione di generazione della forza affinché possano impegnarsi con i magneti permanenti. Uno dei fattori che contribuiscono alla minore erogazione di forza dei motori con canale a U rispetto ai motori con nucleo in ferro è la loro ridotta rigidità.
• Ridotta dissipazione del calore - Rimuovendo il ferro dalle regioni magneticamente attive del motore, viene installata una seconda fila di magneti, aumentando la forza erogata dal motore. Questa seconda fila di magneti viene creata utilizzando una struttura a U. Il flusso d'aria nelle batterie, dove viene prodotto il calore, è ridotto dall'utilizzo del canale ad U e delle batterie che vengono alloggiate all'interno durante il funzionamento. Inoltre, rispetto al ferro, il sistema di montaggio epossidico ha una conduttività termica estremamente ridotta. Il ridotto trasporto di calore è il risultato di queste due cause. Per controllare l'accumulo di calore nel motore a causa di questo limitato trasferimento di calore, è spesso incluso un dissipatore di calore.
• Temperatura di esercizio inferiore - L'inviluppo operativo del motore è vincolato dal basso trasferimento di calore del motore dalle aree che producono il calore. La colpa è del montaggio delle bobine. Gli epossidici e le plastiche sono una classe di materiali con basse temperature di esercizio. Anche se potrebbero non accendersi a temperature tipiche di altri motori, perderanno gran parte della rigidità e della resistenza del loro materiale a queste temperature elevate. I motori con canale a U funzionano a temperature inferiori rispetto ad altri tipi di motori lineari per preservare l'integrità e le prestazioni del motore.

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