موتور های خطی

موتور های خطی

يك موتور خطي در واقع يك موتور الكتريكي است كهاستاتورش غير استوانه شده است تا به جاي اينكه يك گشتاور چرخشي توليد كند، يك نيرويخطي در راستاي طول استاتور ايجاد كند.

طرح‌هاي بسياري براي موتورهاي خطي ارائه شدهاست كه مي‌توان آنها را به دو دسته تقسيم كرد:

موتورهاي خطي شتاب بالا و شتابپايين.

موتورهاي شتاب پايين براي قطارهاي مگليو و ديگر كاربردهاي حمل و نقلي رويزمين مناسب هستند.

موتورهاي شتاب بالا معمولاً خيلي كوتاه هستند و براي شتاب دادنبه جسمي تا سرعت بسيار زياد و سپس رها كردن آن به كار مي‌روند. اين موتورها معمولاًبراي مطالعات برخورد سرعت بالا به عنوان تسليحات نظامي يا به عنوان راه‌اندازندهجرمي براي پيشرانه فضاپيما به كار مي‌رود.

موتور خطي‌ايكه براي شتاب دادن به يون ها يا ذره‌هاي زير اتمي به كار مي‌رود، يك شتاب دهنده ذرهناميده مي‌شود. با نزديك شدن ذره‌ها به سرعت نور، طراحي موتورها معمولاً متفاوتمي‌شود و اين ذره‌ها نيز عموماً داري بار الكتريكي هستند.

شتاب پايين
ايده موتور خطي اولين بار توسطپرفسور اريك ليتويت از كالج امپريال در لندن مطرح شد. در طرح وي و در اكثر طرح‌هايشتاب پايين، نيرو توسط يك ميدان مغناطيسي خطي سيار كه بر روي هادي‌ها موجود درميدان عمل مي‌كند، ايجاد خواهد شد. در هر هادي‌ چه يك حلقه، چه يك سيم‌پيچ يا يكتكه از فلز تخت كه در اين ميدان قرار گيرد جريان‌هاي گردابي القا شده وجود خواهدداشت و بنابراين يك ميدان مغناطيسي مخالف را ايجاد خواهد كرد. دو ميدان مغناطيسيهمديگر را دفع خواهند كرد و بنابراين جسم هادي را از استاتور دور خواهند كرد و آنرا در طول جهت ميدان مغناطيسي سيار حمل خواهند كرد.

به علت اين ويژگي‌ها، موتورخطي اغلب در پيشرانه قطار مگليو به كار مي‌رود هر چند كه مي‌توان صرف نظر از پروازمغناطيسي از آنها استفاده كرد، مانند استفاده در فن‌آوري انتقال پيشرفته و سريع نوركه در سيستم ترن آسماني ونكوور ، Scarborough RT تورنتو، ترن هوايي فرودگاه JGK نيويورك و Putra RTL كووالالامپور به كار مي‌رود. از اين فن‌آوري با تغييراتي دربرخي از قطار‌هاي بازي نيز استفاده مي‌شود.
موتورهاي خطي عمودي نيز برايمكانيسم‌هاي بالابر در معدن هاي عميق پيشنهاد شده است.

شتاب بالا
موتورهاي خطي شتاب بالا برايكاربرهاي متعددي پيشنهاد شده‌اند. به علت اينكه مهمات ضد زرهي كنوني بايستيگلوله‌هاي كوچكي با انرژي جنبشي بسيار بالا باشند يعني دقيقاً آنچه كه اين موتورهافراهم مي‌كنند، از آنها به عنوان تسليحات استفاده شده‌ است. اين موتورها همچنينبراي استفاده در پيشرانه فضا پيماها به كار گرفته مي‌شود. در چنين شرايطي به اينموتورها راه‌اندازهاي جرمي گفته مي‌شود. ساده‌ترين روش استفاده از راه‌انداز جرميبراي پيشرانه فضا پيما، ساخت يك راه‌انداز جرمي بزرگ است كه بتواند محموله را تاسرعت گريز شتاب دهد.

طراحي موتورهاي شتاب بالا به دلايل متعددي مشكلاست. آنها مقادير بزرگ انرژي را در مدت زمان كوتاه نياز دارند. كه براي هر پرتابدر فضا نياز به 300GJ در مدت زمان كمتر از يك ثانيه دارد.

ژنراتورهاي الكتريكيمعمولي براي چنين نوع از باري طراحي نشده‌اند اما روش‌هاي ذخيره انرژي الكتريكيكوتاه مدت را مي‌توان مورد استفاده قرار داد.

خازن ‌ها پر حجم و گران هستند امامي‌توانند به سرعت مقادير بزرگ انرژي را فراهم كنند. ژنراتورهاي هم قطب را مي‌توانبراي تبديل سريع انرژي جنبشي يك چرخ طيار به انرژي الكتريكي به كار برد. موتورهايخطي شتاب بالا نيازمند ميدان‌هاي مغناطيسي بسيار قوي‌اي نيز هستند،

در واقع ميدان‌هايمغناطيسي اغلب آنقدر قوي اند كه اجازه استفاده از ابر رساناها رانمي‌دهند. اما با طراحي دقيق مي‌توان اين مشكل را حل كرد.

دو طرح متفاوتپايه‌اي از موتور‌هاي خطي شتاب بالا ابداع شده است: تفنگ‌هاي ريلي و تفنگ هاي كويلي .

موتور های خطی

مطالب مشابه :