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Os motores lineares são constituídos por um estator, que é estático, e com enrolamentos envoltos em material magnético, mas não sendo necessária a presença de tal material. Ele também é constituído pelo linor (o rotor planificado), que é quem vai se movimentar de forma a transladar ao longo do eixo longitudinal do estator.

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"Os motores lineares de indução funcionam pelo mesmo princípio da gaiola de esquilo dos motores rotativos de indução: um campo magnético produzido pelo primário do motor irá induzir correntes no seu secundário. A interação desse campo com as
correntes provocará o aparecimento de uma força no sentido de propagação do campo
magnético, que impulsionará o motor para frente. Esse tipo de motor apresenta alta velocidade de deslocamento e força de tração praticamente constante ao longo de todo o seu curso, porém não é ideal onde o posicionamento seja um requisito essencial do projeto" [1].

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Duração 4:27

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"O circuito equivalente do motor linear é semelhante ao circuito do motor rotativo, no entanto, os efeitos relativos á descontinuidade do estator devem ser levados em conta, uma vez que esses efeitos são difíceis de serem modelados e atuam de forma significativa do desempenho do motor. A forma de introduzir o efeito longitudinal  de extremidade no circuito equivalente é adicionar uma impedância ao ramo de magnetização, de forma que a impedância adicional é colocada em paralelo com o ramo de magnetização" [5]. A figura abaixo mostra o circuito equivalente para o motor linear.

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Apesar de serem menos comuns que os motores rotativos, os motores lineares estão sendo utilizados para várias aplicações como na propulsão de trens Maglev, posicionamento de peças em linhas de fabricação e em máquinas CNC, por exemplo [1].

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onde,
R1 - Resistência de perdas de estator

X1 - Reatância de fugas do estator

Rm - Resistência de perdas no ferro

Xm - Reatância de magnetização

X'2 - Reatância do secundário refletia para o estator

R'2/s - Resistência do secundário refletia para o estator

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Exemplo de modelo comercial de motor linear

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Exemplo de modelo comercial de motor linear

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https://mectrol.com.br/motor-linear-hiwin-lmg2a-series

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"Os motores lineares pertencem ao grupo de máquinas elétricas que convertem diretamente a energia elétrica em energia mecânica sob a forma de movimento de translação. Assim, diferentemente dos motores rotativos, os motores lineares são capazes de produzir um movimento linear, sem a necessidade de acoplamentos mecânicos como correias ou conjuntos de engrenagens, o que resulta em maior precisão, maior aceleração e maior repetibilidade no posicionamento de sua parte móvel. Além disso, ao reduzir o número de partes móveis no sistema, menos peças sofrerão desgaste e, consequentemente, menos tempo de manutenção será necessário" [1].

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Os motores de indução lineares possuem diversas formas de construção, tornando o processo de classificálos complexo. Um dos modelos adotados para realizar essa classificação é a partir da forma com que os estatores e os secundários são feitos. Essa classificação permite caracterizar os motores de indução lineares em planos, setoriais e tubulares [4].
Os motores lineares ainda podem ser classificados conforme a maneira como a energia é convertida e a sua estrutura. Para exemplificação, citamos os motores de indução lineares (MIL), embora também existam os motores síncronos e de corrente contínua.

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Classificação dos motores lineares segundo a sua fonte de excitação

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Classificação dos motores lineares segundo a sua fonte de excitação

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[1]

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"Os motores lineares, mais utilizados pelas indústrias, são os de indução. Podem ser monofásicos, bifásicos ou trifásicos. O enrolamento do estator (primário) é similar ao da máquina rotativa. O linor (secundário) consiste em uma placa, às vezes apoiada em um material ferromagnético ou em gaiola. Raramente é utilizado enrolamento em sua constituição, como no motor rotativo de rotor bobinado. De acordo com a construção, os motores de indução lineares possuem dois tipos de fluxo magnético: longitudinal, em que as linhas de fluxo são paralelas à direção do movimento do campo magnético, ou transversal, em que as linhas são perpendiculares à direção de movimento do campo magnético. A principal vantagem do fluxo magnético transversal, comparado com o longitudinal, é a baixa corrente de magnetização, por causa do menor caminho do fluxo magnético, porém tem a desvantagem de possuir uma menor força propulsora" [6].

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Em termos de características construtivas, podemos dividir as máquinas lineares em três grandes grupos: planos, tubulares e circular.

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"Esta topologia consiste basicamente na planificação de um motor rotativo, onde o estator é desenrolado e torna-se o indutor do motor linear, parte responsável pela produção do campo magnético principal, ou seja, o indutor é a parte do motor linear onde estão alocados os enrolamentos de armadura. O rotor por sua vez, ao ser planificado se torna o linear do motor linear, que é a parte induzida do motor, onde, no caso das máquinas síncronas, estão alocados os enrolamentos de campo ou os ímãs permanentes" [2].

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"Neste caso, pode-se considerar o estator do motor rotativo sendo planificado, como no linear plano, e novamente enrolado, agora ao redor do eixo longitudinal, numa forma toroidal, mantendo assim ranhuras radiais internas. O mesmo processo demonstra a formação do rotor desta máquina, com a diferença de que este será maciço e com seu diâmetro externo menor que o diâmetro interno do estator e se situará dentro deste" [2].

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O artigo anexo apresenta todas as fórmulas necessárias para o dimensionamento modular de motores lineares de indução trifásicos para baixas velocidades.

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Trens de alta velocidade que funcionam com os princípios do motor linear de indução (para levitação e propulsão/movimentação do trem). Assista no link abaixo uma reportagem da TV BRASIL sobre o único Maglev instalado no Brasil, que fica no campus da UFRJ.

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É um tipo de acelerador de projétil que consiste em uma ou mais espiras usadas como eletroimãs na configuração de um motor linear de indução que acelera um projétil ferromagnético ou condutor a altas velocidades [3].

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- Portas deslizantes automáticas;
- Esteiras industriais;
- Elevadores;
- Fabricação de Semicondutores;
- Equipamentos de energia solar;
- Indústrias de corte;
- Aplicações em máquinas PCB;
- Etc.

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[1]http://www.fem.unicamp.br/~lotavio/tgs/2009_MotorCClinear_TG_HugoSakaiIdagawa.pdf - Acesso em 11 Abr. 2021.

[2]http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/bitstream/1/10093/1/CT_COELE_2016_1_16.pdf - Acesso em 11 Abr. 2021.

[3] https://pt.wikipedia.org/wiki/Canh%C3%A3o_de_Gauss Acesso em 11 Abr. 2021.

[4]https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18153/tde-04032011-150222/publico/Aline.pdf - Acesso em 12 Abr. 2021.

[5] CREPPE, R. C. Uma Contribuição a modelagem de Máquinas de Indução Lineares. Campinas -SP. UNICAMP, 1997.

[6] ZAGO, G. M. Modelo de motor lienar a partir de motor rotativo cortado. Porto Alegre - RS. UFRGS, 2013.

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"A construção do motor linear circular pode ser entendida como um motor linear plano unido pelas extremidades, formando assim um disco. Assim, as ranhuras deste estarão dispostas de maneira axial com relação ao centro do disco" [2].

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Companhia japonesa destaca benefícios para aplicação em máquinas-ferramentas de alto desempenho

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Companhia japonesa destaca benefícios para aplicação em máquinas-ferramentas de alto desempenho

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1. Conceito "built-in": O motor é integrado, sem a necessidade de transmissão mecânica para gerar movimento linear, simplificando a sua construção mecânica.

2. Altas acelerações/desacelerações dos eixos.

3. Altas velocidades.

4. Movimentos Suavidade.

5. Melhora na precisão.

6. Melhora na repetibilidade.

Apesar das inúmeras vantagens, as aplicações de motores lineares não são recomendadas em máquinas ferramentas de porte grande, visto que as mesmas possuem alta inércia nos eixos e a rigidez dinâmica dos motores lineares é baixa, podendo gerar vibrações e ressonâncias na máquina.

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Companhia japonesa destaca benefícios para aplicação em máquinas-ferramenta de alto desempenho

Votorantim (SP) - Em grande parte das máquinas, a transmissão de movimento é feita usando transmissão mecânica com servo motores, que transformam o movimento rotacional em linear. Apesar de bastante eficaz, esse equipamento gera alguns desgastes em peças e, em alguns casos, pode ser substituído pelo motor linear para gerar maior simplicidade e trazer mais resultados.

"Isso é possível porque esse motor não necessita de transmissão mecânica, visto que seu movimento já é linear. Com isso, é possível obter uma estrutura mais compacta - sem transmissões e acoplamentos mecânicos de montagem - e ganhos significativo em termos de cinemática e dinâmica. Além disso, não possui erros de reversões mecânicas em seu movimento", explica Eduardo Miller, engenheiro de aplicação.

De acordo com o especialista, esse tipo de solução pode ser aplicado em máquinas de alto desempenho que exigem altas acelerações / desacelerações, altas velocidades e alta precisão. "Mesmo tendo um investimento maior do que as soluções tradicionais, os benefícios geralmente compensam para aplicações em máquinas High Speed e High Accuracy", destaca Miller.

Com o objetivo de mostrar de maneira mais aprofundada quais são os benefícios desse tipo de motor em relação às soluções tradicionais, a Mitsubishi Electric aponta seis tópicos que mostram as vantagens do motor linear dentro da indústria. São eles:

1. Conceito "built-in": O motor é integrado (solidário) com a mecânica, sem a necessidade de transmissão mecânica para gerar movimento linear, simplificando a sua construção Mecânica;

2. Altas acelerações / desacelerações dos eixos;

3. Altas velocidades;

4. Movimentos Suavidade;

5. Melhora na precisão;

6. Melhora na repetibilidade.

Mas antes de adotar o motor linear, é preciso ter cuidado. Mesmo com um número significativo de vantagens, esse tipo de aplicação não é recomendado para todas as máquinas. "As aplicações de motores lineares não são recomendadas em máquinas ferramentas de porte grande, visto que as mesmas possuem alta inércia nos eixos e a rigidez dinâmica dos motores lineares é baixa, podendo gerar vibrações e ressonâncias na máquina", finaliza Miller.

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verificação de projeto conforme iec 61439

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conjuntos de manobra e controle de baixa tensão

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conjuntos com ensaios de tipo totalmente testados

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conjuntos com ensaios de tipo parcialmente testados

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Mitsubishi Electric do Brasil, Automação Industrial e CNC

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Companhia japonesa destaca benefícios para aplicação em máquinas-ferramenta de alto desempenho Votorantim (SP) - Em grande parte das máquinas, a transmissão de movimento é feita usando transmissão mecânica com servo motores, que transformam o movimento rotacional em linear.

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Os motores lineares destacam pela versatilidade de uso em sistemas industriais que cada vez mais tornam-se automatizados e controlados. Apesar de atualmente não fazerem parte das máquinas mais utilizadas, eles estão ganhando espaço em importantes setores esseciais da sociedade como em transporte, energético, industrial e muitas outras áreas. Verificou-se que essa tecnologia de máquinas elétricas ampliará seu espaço e um papel cada vez mais relevante no desenvolvimento dos setores onde forem utilizadas. O trabalho buscou apresentar de forma objetiva e didática os conceitos, principio de funcionamento básico, alguns exemplos e aplicações dos motores lineares.

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Utilizado em eixos de máquina com mudanças constantes de aceleração, com altas forças de processo e peso ou durante a operação sem resfriamento a água.
Aplicações típicas:

Esmerilhamento

Usinagem não circular (por exemplo, aplicações oscilantes)

Manipulação, robôs cartesianos

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Motor Linear 1FN3 | Motores | Siemens Siemens Brasil

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Utilizado em eixos de máquina com mudanças constantes de aceleração, com altas forças de processo e peso ou durante a operação sem resfriamento a água. Aplicações típicas: Esmerilhamento Usinagem não circular (por exemplo, aplicações oscilantes) Manipulação, robôs cartesianos