Pour accélérer votre projet, vous pouvez étiqueter les piles de laminage avec des détails tels que tolérance, matériel, finition de la surface, la nécessité ou non d'une isolation oxydée, quantitéet bien d'autres choses encore.
Vous êtes-vous déjà demandé comment un train moderne pouvait se déplacer si silencieusement ? Ou comment les montagnes russes vous propulsent à très grande vitesse sans chaîne bruyante ? La réponse est souvent une machine spéciale et cool : le moteur à induction linéaire.
Un moteur à induction linéaire est un type de moteur électrique. Il fait bouger les choses en ligne droite. Il ne tourne pas en rond comme la plupart des moteurs. Il utilise la puissance des aimants et de l'électricité pour pousser ou tirer des objets le long d'une trajectoire. Cet article vous dira tout sur cette invention intelligente. Vous apprendrez ce qu'elle est, comment elle fonctionne et où vous pouvez la voir utilisée. Nous l'expliquerons de manière simple. Préparez-vous à découvrir l'avenir du déplacement des objets !
Un moteur à induction linéaire est un type particulier de moteur asynchrone. Il s'agit d'un terme sophistiqué qui signifie que ses pièces ne se déplacent pas à une vitesse fixe et verrouillée. La particularité d'un moteur à induction linéaire est qu'il ne tourne pas. La meilleure façon de l'imaginer est de penser à un moteur à induction rotatif normal. Imaginez qu'il ait été découpé, déroulé et mis à plat.
Grâce à sa conception spéciale, le moteur peut transformer l'énergie électrique en mouvement rectiligne (mouvement linéaire). Sa tâche la plus importante est de produire une force linéaire. Cette force, que nous appelons poussée, peut pousser ou tirer un objet le long d'une piste. Ce qui est génial, c'est qu'il le fait sans qu'aucune pièce ne se touche. Il n'y a pas d'engrenages ni de roues. C'est pourquoi le moteur à induction linéaire est idéal pour les objets qui doivent se déplacer rapidement, sans heurts et avec très peu de bruit.
Un moteur ordinaire, également appelé moteur rotatif, est conçu pour tourner sur lui-même. Pensez au moteur d'un mixeur de cuisine ou d'un ventilateur électrique. Un moteur à induction classique comporte une partie qui tourne sur elle-même. Cette partie est appelée rotor. La partie extérieure qui reste immobile s'appelle le stator. Un moteur à induction linéaire est différent car il est plat. Son "stator" est une longue piste plate et son "rotor" est également une plaque plate.
La principale différence réside dans le type de mouvement qu'ils effectuent. L'un fait tourner les choses en rond. Le moteur à induction linéaire (souvent appelé LIM) fait aller les choses en ligne droite. Cela signifie qu'il n'a pas besoin d'engrenages compliqués ou d'un rouleau. Il n'a pas besoin de transformer un mouvement de rotation en un mouvement rectiligne. Un moteur à induction rotatif classique est utile pour de nombreuses choses. Mais lorsque vous avez besoin d'un mouvement simple et puissant en ligne droite, le moteur linéaire est souvent le meilleur choix.
| Fonctionnalité | Moteur à induction rotatif | Moteur linéaire à induction |
|---|---|---|
| Motion | Essorage (rotatif) | Ligne droite (linéaire) |
| Pièces maîtresses | Stator et rotor | Primaire et secondaire |
| Forme | Rond | Plat |
| La force | Couple (force de torsion) | Poussée (force de poussée/traction) |
Les deux parties principales d'un moteur à induction linéaire sont appelées le primaire et le secondaire. Le primaire est comme la version plate du stator. Il est constitué d'un enroulement de fils de bobine. Ces fils se trouvent à l'intérieur d'un empilement de tôles d'acier. C'est la partie "active" du moteur. C'est la partie qui se connecte au courant électrique alternatif.
Le secondaire est comme la version plate du rotor. Il s'agit souvent d'une simple feuille de métal qui peut transporter de l'électricité. Il s'agit d'un métal conducteur. Cette feuille est souvent appelée plaque de réaction et est faite d'aluminium ou de cuivre. Cette plaque conductrice a généralement un support en acier pour la rendre plus résistante. Elle permet également au chemin magnétique de mieux fonctionner. Dans un moteur à induction linéaire, il y a toujours un petit entrefer entre les parties primaire et secondaire. Le primaire est constitué d'un câblage triphasé, ou bobinage. Ce câblage spécial crée un champ magnétique mobile. La conception simple de la plaque de réaction rend le moteur à induction linéaire très robuste et fiable. La longueur du primaire peut être longue ou courte, en fonction de la fonction du moteur.
Le fonctionnement d'un moteur à induction linéaire repose sur une règle stricte concernant l'électricité et les aimants. Il s'agit du principe électromagnétique. Lorsque nous connectons les bobines du primaire à une source d'alimentation en courant alternatif, il se crée un champ magnétique d'un type particulier. Ce champ ne reste pas au même endroit. Il s'agit plutôt d'un champ magnétique mobile qui se déplace sur toute la longueur du primaire. C'est la principale astuce du moteur à induction linéaire. Ce qui est étonnant, c'est que ce champ se déplace sans qu'aucune pièce solide ne bouge pour que cela se produise.
Ce flux magnétique mobile provenant du primaire passe sur la partie secondaire. La partie secondaire est un conducteur, ce qui signifie que l'électricité peut s'y déplacer. Ce champ mobile induira, ou provoquera, un courant électrique à l'intérieur de la plaque secondaire. C'est ce qu'on appelle un courant électrique induit. Ces courants spéciaux sont connus sous le nom de courants de Foucault. Ce nouveau courant électrique dans le secondaire crée son propre champ magnétique. Les deux champs magnétiques, l'un provenant du primaire et l'autre du secondaire, se poussent et se tirent l'un sur l'autre. Ils interagissent, ou travaillent ensemble, pour créer une forte force de poussée. Cette force est appelée poussée. C'est elle qui permet à l'une des pièces de se propulser, ou de se déplacer, vers l'avant. Tout cela se produit à travers le petit espace appelé entrefer.
Dans tout type de moteur à induction, peu importe qu'il soit rotatif ou plat. La pièce mobile ne peut jamais aller aussi vite que le champ magnétique en mouvement. La petite différence entre la vitesse du champ magnétique et la vitesse de la partie mobile est appelée glissement. Dans un moteur à induction linéaire, cela signifie que la partie secondaire se déplace toujours un peu plus lentement que l'onde de flux mobile produite par le primaire.
Ce glissement est très important. Sans lui, le moteur ne fonctionnerait pas. Si la partie secondaire se déplaçait exactement à la même vitesse que le champ magnétique, ce dernier semblerait immobile par rapport au conducteur de la partie secondaire. Dans ce cas, il n'y aurait pas de nouveau courant électrique. Par conséquent, aucune force ne serait créée. Un moteur à induction linéaire doit donc avoir un certain glissement pour fonctionner et créer une poussée. Le degré de glissement modifie la force et la vitesse du moteur. Une faible valeur de glissement signifie généralement que le moteur fonctionne très bien et qu'il ne gaspille pas d'énergie.
Oui, il existe plusieurs types principaux de moteurs linéaires à induction. Les ingénieurs choisissent celui qui convient le mieux à la tâche à accomplir. Les types les plus courants sont le moteur linéaire à induction simple face et le moteur linéaire à induction double face. Un moteur unilatéral a une seule partie primaire. Il fait face à une seule plaque de réaction. Il s'agit d'une conception simple et très courante utilisée dans de nombreux systèmes.
Un moteur à induction linéaire double face (DLIM) est un peu plus compliqué. Il comporte deux parties primaires. Il y en a une de chaque côté du secondaire. Le secondaire est une feuille d'aluminium ou de cuivre suspendue au milieu. Cette conception permet de créer une force plus puissante et plus équilibrée. Une autre façon de les regrouper est de déterminer quelle partie est la plus longue. Dans un modèle primaire court, la section de la bobine alimentée se trouve sur l'objet en mouvement. La voie ferrée est la partie secondaire longue. Un choix important pour les concepteurs est de savoir quelle partie se déplacera : le primaire ou le secondaire. Dans cette conception, la partie primaire ou la partie secondaire peut être la longue piste qui reste immobile. Le modèle primaire court est souvent utilisé pour des objets tels que les trains.
Parce qu'un moteur à induction linéaire est plat, il a un début et une fin. Cela crée un problème particulier que les moteurs ronds et rotatifs n'ont pas. Ce problème est appelé "effets de fin". Lorsque la partie primaire entre et sort de la zone située au-dessus de la partie secondaire, le champ électromagnétique peut s'affaiblir ou se déformer aux extrémités.
Ces effets finaux peuvent réduire la puissance du moteur. Ils lui permettent également de moins bien utiliser l'énergie. Le flux n'a pas une trajectoire parfaitement lisse et sans fin comme c'est le cas dans un moteur rotatif rond. Ils peuvent également réduire le facteur de puissance, qui permet de mesurer la qualité de l'utilisation de l'électricité par le moteur. Les ingénieurs ont trouvé des moyens astucieux de concevoir l'enroulement du primaire pour réduire ces effets de fin de course. Trouver le moyen de réduire les effets de fin de course est un défi de taille. C'est important pour fabriquer un très bon moteur à induction linéaire.
Vous avez probablement déjà vu un moteur à induction linéaire au travail sans même vous en rendre compte ! Ces moteurs sont surtout connus pour leur utilisation dans les transports modernes. Ils sont utilisés pour propulser, ou pousser, certains des trains à grande vitesse les plus modernes du monde. Les trains à propulsion maglev en sont un exemple. De nombreux systèmes de transport aéroportuaires et métros les utilisent en raison de leur douceur et de leur silence. Le Tomorrowland Transit Authority People Mover de Disney World est un exemple célèbre de moteur basé sur cette idée.
Mais les moteurs à induction linéaire ne sont pas seulement utilisés pour le transport. Les montagnes russes à sensations fortes utilisent souvent un puissant moteur à induction linéaire pour faire décoller les voitures à des vitesses très élevées. Dans les usines, ils sont utilisés pour les tapis roulants et pour déplacer des pièces de machine avec beaucoup de précaution. Ils peuvent également fonctionner en marche arrière pour freiner. Les moteurs à induction sont donc également utilisés dans les systèmes qui doivent arrêter des objets lourds. Ils peuvent les arrêter rapidement et en toute sécurité, sans provoquer l'usure des pièces.
Un moteur à induction linéaire présente de nombreux avantages. Le plus important est que les parties primaire et secondaire ne se touchent pas. Comme aucune pièce ne se touche, il n'y a pas de frottement. Cela signifie que l'usure des pièces est très faible. Vous n'avez pas besoin d'un roulement mécanique qui peut s'user. Tout cela permet d'obtenir un moteur très silencieux et nécessitant peu d'entretien.
La force de sortie est exactement là où vous en avez besoin. Elle est en ligne droite. Cela signifie que vous n'avez pas besoin d'engrenages compliqués et lourds. L'espace d'air entre le primaire et le secondaire signifie également que la saleté, la pluie ou la neige ne les affectent pas beaucoup. Ils peuvent gravir des collines escarpées mieux que les trains à roues. En effet, ils n'ont pas besoin de traction, ou d'adhérence, entre une roue et une voie. Vous pouvez très bien contrôler la vitesse d'une MFR. Cela se fait à l'aide d'un outil spécial appelé variateur de fréquence. Les ingénieurs choisissent un moteur linéaire en fonction du cycle de fonctionnement requis, c'est-à-dire de la fréquence et de la durée de fonctionnement.
Le moteur à induction linéaire gagne en popularité chaque année. Notre monde recherche des moyens de déplacer les personnes et les objets plus rapidement et plus silencieusement. Nous voulons également des moyens d'économiser de l'énergie. Le moteur à induction linéaire est un excellent choix pour cela. Nous en verrons probablement de plus en plus dans les projets de trains à grande vitesse. Nous pourrions même les voir dans des idées futures comme l'hyperloop.
Sa conception est simple et solide. Il ne comporte pas de pièces mobiles qui se touchent et s'usent. C'est un grand avantage pour les projets de grande envergure. Le moteur linéaire est un excellent exemple d'ingénierie intelligente. En reprenant l'idée d'un moteur rotatif et en la déroulant, les ingénieurs ont créé un nouveau moyen d'obtenir un mouvement puissant et rectiligne là où vous en avez besoin. Du train maglev ultra-rapide au robot d'usine, le moteur à induction linéaire fait tranquillement avancer notre monde. Son avenir est très prometteur et plein de nouvelles utilisations passionnantes.
Pour accélérer votre projet, vous pouvez étiqueter les piles de laminage avec des détails tels que tolérance, matériel, finition de la surface, la nécessité ou non d'une isolation oxydée, quantitéet bien d'autres choses encore.
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