موتور القایی خطی (LIM)

موتور القایی خطی (LIM) نوع خاصی از موتور‌های القایی است که به منظور دست‌یابی به حرکتی در راستای یک خط مستقیم (به جای حرکت دورانی موتور‌های مرسوم) از آن استفاده می‌شود. این موتور‌ها یک اعجاز مهندسی برای تبدیل یک موتور عادی به موتوری دیگر در کاربرد‌های خاص هستند که اصول کاری تقریبا مشابهی دارند، اما سازگاری بیشتری متناسب با کاربرد جدید یافته‌اند.

ساختار موتور القایی خطی:

ساختار یک موتور القایی خطی بسیار شبیه به یک موتور القایی سه فاز است، اما با موتور‌های القایی عادی تفاوت دارد. اگر استاتور یک موتور القایی چند فاز را برش داده و بر روی سطح صافی بگسترانیم، بخش اولیه سیستم یک موتور القایی خطی را شکل می‌دهد. به صورت مشابه بعد از برش روتور موتور القایی و باز کردن آن، بخش ثانویه سیستم را نیز خواهیم داشت.

                                     

نوع دیگری از موتور‌های القایی خطی نیز وجود دارد که به منظور افزایش راندمان مورد استفاده قرار می‌گیرد و موتور القایی خطی دو طرفه (Double Sided Linear Induction Motor) یا DLIM نامیده می‌شود.

نمایی از این موتور در شکل زیر نشان داده شده است. این موتور به منظور استفاده بهینه از شار، دارای قسمت اولیه در هر دو طرف از قسمت ثانویه است.

            


زمانی که قسمت اولیه از موتور القایی خطی توسط یک منبع تغذیه سه فاز تحریک می‌شود، شار در سرتاسر قسمت اولیه شروع به گردش می‌کند. این میدان مغناطیسی که در راستای یک خط رفت و آمد می‌کند، معادل با میدان مغناطیسی دورانی در استاتور مربوط به موتور‌های القایی سه فاز یا موتور سنکرون است. جریان الکتریکی در رسانا‌های قسمت ثانویه به دلیل حرکت نسبی بین شار گردشی و رساناها، القا می‌شود. سپس جریان القایی در تعامل با موج شار در گردش موجب تولید نیروی خطی خواهد شد.
اگر قسمت اولیه در جای خود ثابت باقی بماند و قسمت ثانویه برای حرکت کردن آزاد گذاشته شود، نیروی وارد شده به آن باعث حرکت قسمت ثانویه در راستای نیرو می‌شود و در نتیجه قادر به تولید حرکت مورد نظر در راستای یک خط راست خواهد بود. زمانی که سیستم به منبع تغذیه متصل شود، میدان به وجود آمده باعث ایجاد یک میدان در گردش خطی خواهد شد، که سرعت آن توسط فرمول زیر تعیین می‌شود:
Vs=۲*t*fs    m/sec
که در آن fs فرکانس تغذیه بر حسب هرتز، vs سرعت میدان گردشی خطی بر حسب متر بر ثانیه و t. نیز گام قطب خطی یا به عبارت دیگر فاصله بین دو قطب متوالی در موتور بر حسب متر هستند.
مشابه با موتور‌های القایی، قسمت ثانویه که دونده نیز نام دارد، نمی‌تواند به سرعت میدان مغناطیسی برسد، از این رو لغزشی به وجود می‌آید. برای لغزش S. سرعت موتور القایی خطی برابر خواهد بود با:
V= (۱−S) Vs


موتور‌های القایی خطی به دلیل جنبه‌های اقتصادی و تطبیق پذیری با یک کاربرد خاص، استفاده گسترده‌ای نسبت به سایر موتور‌های متداول ندارند.
این نوع از موتور‌ها در مواردی که نیاز شدیدی به حرکت خطی وجود دارد، مورد استفاده قرار می‌گیرند.
در ادامه چند مورد از این کاربرد‌ها ذکر شده است:
درب‌های اتوماتیک لغزشی در قطار‌های برقی
سیستم‌های جابجایی خطی
تسمه نقاله‌های فلزی
پمپاژ فلزات مایع، جابه‌جایی مواد با جرثقیل
مدار شکن‌های ولتاژ بالا (High-Voltage Circuit Breakers)