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Motor eléctrico

¿Qué es un motor lineal? Usos, tipos y ejemplos

¿Qué es un motor lineal? Usos, tipos y ejemplos

Un motor lineal es un motor eléctrico que no genera un movimiento rotatorio sinó lineal. A diferencia de los motores rotativos, un motor lineal mueve el elemento a lo largo de un trayecto lineal o curvo.

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El modo más común de funcionamiento es como un actuador tipo Lorentz. En este modo la fuerza aplicada es linealmente proporcional a la corriente eléctrica y al campo magnético.

Los motores lineales se dividen en dos grandes grupos:

  • Motores lineales de baja aceleración: se utilizan en transporte.

  • Motores lineales de alta aceleración: se utilizan en armas como el cañón magnético y artefactos espaciales.

Tipos de motores lineales

Los motores lineales se pueden clasificar en cuatro tipos distintos:

1. Motor lineal de inducción

En el diseño de los motores lineales de inducción, la fuerza se produce desplazando un campo magnético lineal que actúa sobre conductores en el campo. En cualquier conductor que se coloque en este campo se inducirán corrientes de Foucault.

Los conductores pueden ser, por ejemplo, sea un bobinado, espira o simplemente un trozo de metal. Estas corrientes de Foucault crean un campo magnético opuesto, según determina la ley de Lenz. Los dos campos magnéticos opuestos se repelen, creando el movimiento en la medida que el campo magnético barre el metal.

2. Motores lineales sincrónicos

En el diseño de motor lineal sincrónico por lo general se utilizan dispositivos electrónicos. Estos dispositivos controlan la velocidad de desplazamiento del campo magnético para regular el movimiento del rotor.

Los motores sincrónicos lineales raramente utilizan conmutadores para poder reducir costes. Por este motivo, el rotor a menudo contiene imanes permanentes, o un núcleo de hierro dulce. Algunos ejemplos de este tipo de motores son los coilguns y los motores utilizados en los sistemas Maglev.

3. Motores lineales homopolar

En los motores lineales homopolar se pasa una corriente elevada a través de un sabot metálico por contactos deslizantes. Estos contactos están alimentados desde dos rieles. Esta acción produce un campo magnético que hace que el metal se proyecte por las vías.

4. Motores lineales piezoeléctricos

Un motor piezoeléctrico es un tipo frecuente de motor que utiliza la electricidad para producir vibraciones de forma que produzca un movimiento lineal o rotatorio.

Un móvil recrea un efecto parecido cuando se desplaza debido a las vibraciones cuando recibe una llamada.

Los motores piezoeléctricos tienen mucha fuerza en movimientos lentos, pero pueden ser también muy rápidos, tienen muy pocas piezas, no necesitan lubricación y son muy eficientes energéticamente. Tiene como desventaja que no pueden girar libremente cuando están detenidos.

¿Cómo funciona un motor lineal?

Los motores lineales se diferencian de los motores rotativos en que por la parte activa que se mueve circula una corriente eléctrica. Por otro lado, la parte que se mantiene inmóbil proporciona un campo magnético creado normalmente por imanes permanentes.

Los accionamientos lineales no necesitan elementos de transmisión tales como cadenas, cintas o elementos similares. Por lo tanto, se les puede implementar directamente un movimiento  y nos referimos a estos motores como accionamientos directos.

Se dividen en 2 tipos:

Funcionamiento de un motor lineal de baja aceleración

El funcionamiento de este motor implica la producción de un campo electromagnético por una larga serie de devanados que se activan en cascada, en relación con el objeto a transportar.

Este tipo de motor normalmente se utiliza en trenes ya que ofrecen un alto rendimiento al no tener tantas superficies de fricción.

Funcionamiento de un motor lineal de alta aceleración

Este tipo de motor se utiliza para desarrollar armas.

En el caso de los cañones de riel, hay dos rieles de material conductor, sobre los que se fija una bala. Todo se inserta dentro de un potente electroimán.

Cuando el cañón va a disparar, primero tiene que cargar la electricidad dentro de una gran pila de supercondensadores y cuando estos están cargados, toda la electricidad se libera a través de los rieles y el electroimán del barril de fuego.

Esto transforma la bala en el conductor que cierra el circuito, esto produce un campo magnético en su interior que se opone al campo electromagnético del cañón. De esta forma, la bala fluye hacia la luz de salida con una potente aceleración.

Ejemplos de motores lineales

Este sistema se utiliza en sistemas de transporte de levitación magnética como el Shanghai Transrapid, en líneas ferroviarias con ruedas metálicas convencionales, en algunos subterráneos ligeros, como los de Vancouver, Toronto y Kuala Lumpur y para el AirTrain del aeropuerto JFK de Nueva York. También hay algunos trenes subterráneos clásicos como la línea Toei Oedo del metro de Tokio.

Este sistema también se utiliza en algunas montañas rusas y se ha propuesto en ejecución vertical como ascensor para pozos mineros.

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Fecha publicación: 13 de marzo de 2017
Última revisión: 19 de septiembre de 2021