Maquina Lineal

La máquina lineal de corriente continua es la versión más sencilla y fácil de entender de una máquina dc, ya que opera con los mismos principios y exhibe la misma conducta que los generadores y los motores reales.

Para resumir, en el arranque el comportamiento de la máquina dc lineal es:

1 El cierre del interruptor produce un flujo de corriente i = VB/R

2 El flujo de corriente produce una fuerza en la barra, dada por F = ilB

3 La barra acelera hacia la derecha induciéndose en ella un voltaje eind a medida que se incrementa su velocidad.

4 El voltaje inducido reduce la corriente que fluye por la barra i = (VB - eind)/R

5 La fuerza inducida entonces decrece F = i | lB) hasta hacerse F = 0. En este momento eind = VB; i = 0, y la barra se mueve a velocidad de vacío, constante Vss = VB/Bl.

Este es el comportamiento observado en los motores reales durante el arranque.

Maquina lineal como motor lineal

Un motor lineal es un motor eléctrico que posee su estator y su rotor "distribuidos" de forma tal que en vez de producir un torque (rotación) produce una fuerza lineal en el sentido de su longitud. El modo más común de funcionamiento es como un actuador tipo Lorentz, en el cual la fuerza aplicada es linealmente proporcional a la corriente eléctrica y al campo magnético.

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Motor de inducción

En este diseño, la fuerza es producida desplazando un campo magnético linear que actúa sobre conductores en el campo. En cualquier conductor, sea un bobinado, espira o simplemente un trozo de metal, que se coloca en este campo seinducirán corrientes de Foucault creando un campo magnético opuesto, según determina la ley de Lenz. Los dos campos magnéticos opuestos se repelerán, creando el movimiento en la medida que el campo magnético barre el metal.

Motor sincrónico

En este diseño, por lo general se controla la velocidad de desplazamiento del campo magnético mediante dispositivos electrónicos, para regular el movimiento del rotor. Debido a razones de costo los motores sincrónicos lineales raramente utilizan conmutadores, por lo que el rotor a menudo contiene imanes permanentes, o hierro dulce. Ejemplos de este tipo de motores son los coilguns y los motores utilizados en los sistemas maglev.

Homopolar

En este diseño se pasa una corriente elevada a través de un sabot metálico por contactos deslizantes que son alimentados desde dos rieles. El campo magnético que esta acción produce hace que el metal se proyecte por las vias.

Para resumir este comportamiento:

Al aplicar una fuerza F(carga) en dirección opuesta al movimiento resulta una fuerza neta opuesta a la dirección del movimiento.

La aceleración resultante a = Fneta/m es negativa, de modo que la barra disminuye la velocidad .

El voltaje eind cae, entonces i = (VB -eind )/R se incrementa.

Un motor dc real se comporta de manera análoga cuando se carga: cuando se coloca una carga en su eje, el motor comienza a disminuir su velocidad, con lo cual se reduce su voltaje interno y se incrementa el flujo de corriente. Este incremento del flujo de corriente incrementa el par inducido, que igualará al par de carga del motor a una nueva velocidad más baja.

Maquina lineal como generador.

Suponga que la máquina lineal está de nuevo operando en condiciones de vacío en estado estacionario. Observe que ocurre al aplicar una fuerza en la dirección del movimiento.

La fuerza aplicada hará que la barra se acelere en la dirección del movimiento, y la velocidad v de la barra se incrementará.

Cuando la velocidad se incrementa, eind = v|Bl aumenta y será mayor que el voltaje de la batería.

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