มอเตอร์แนวราบ

มอเตอร์เชิงเส้น () คือมอเตอร์ไฟฟ้าที่ถูกผ่ากลางแล้วแผ่ออกในแนวราบ ซึ่ง rotor แทนที่จะหมุน มันกลับเคลื่อนที่ไปในแนวราบ, พื้นฐานมอเตอร์เชิงเส้น ตามสูตรของแรงที่ใส่เข้าไปมีสัดส่วนโดยตรงกับกระแสไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก นั่นคือ
.

มอเตอร์เชิงเส้นแบ่งออกเป็นสองชนิดคือ แบบความเร่งต่ำ กับแบบความเร่งสูง มอเตอร์เชิงเส้นแบบความเร่งต่ำเหมาะกับรถไฟพลังแม่เหล็ก (maglev train) หรือการขนส่งบนพื้นดิน แต่มอเตอร์เชิงเส้นความเร่งสูงถูกนำไปใช้ในการเคลื่อนวัตถุความเร็วสูงมากๆ เช่นปืนแม่เหล็กไฟฟ้า หรือในการศึกษาเกี่ยวกับการชนที่รุนแรง เช่นอาวุธ หรือการทดสอบผู้ขับเคลื่อนยานอวกาศ โดยทั่วไปมอเตอร์เชิงเส้นความเร่งสูงจะใช้ AC มอเตอร์เหนี่ยวนำเชิงเส้น (Linear Induction Motor, LIM) ที่มีขดลวด 3 เฟสที่แอคทีพที่ด้านหนึ่งของช่องว่างอากาศ (air-gap) อีกด้านเป็นแผ่นตัวนำแบบพาสซีพ แต่สำหรับปืนแม่เหล็กไฟฟ้า จะใช้ DC มอเตอร์เชิงเส้นแบบขั้วเหมือน (Homopolar)

มอเตอร์เชิงเส้นความเร่งต่ำปรกติจะออกแบบให้เป็นซิงโครนัสมอเตอร์ (Linear Synchronous Motor, LSM) ที่มีขดลวดแอ๊คทีพด้านหนึ่ง อักด้านหนึ่งเป็นแถวแม่เหล็กขั้วสลับ แถวแม่เหล็กนี้ อาจเป็นแม่เหล็กชั่วคราวหรือแม่เหล็กถาวร มอเตอร์ของรถไฟความเร็วสูงเมืองเซี่ยงไฮ้ใช้มอเตอร์แบบ LSM
ชนิด
มอเตอร์เหนี่ยวนำ
แรงถูกสร้างขึ้นเนื่องจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่กำลังเคลื่อนที่ไปกระทำกับสารตัวนำที่วางอยู่ในสนามแม่เหล็กนั้น ตัวนำไม่ว่าจะอยู่ในรูปวงแหวนหรือเป็นม้วนหรือเป็นแค่แผ่นราบ เมื่อถูกวางอยู่ในสนามแม่เหล็ก จะมีกระแสวนเกิดขึ้น  กระแสเอ็ดดี้นี้ทำให้เกิดสนามแม่เหล็กที่มีลักษณะต้านกับสนามแม่เหล็กเดิมตามกฎของเลนซ์ (Lenz's law) สนามแม่เหล็กทั้งสองนี้จะผลักกัน ทำให้เกิดการเคลื่อนที่ไปตลอดตวามยาวของสารตัวนำนั้น  เช่น ลวดทองแดง  ดังนั้นการสร้างให้เกิดการเคลื่อนที่ของวัตถุจึงเป็นการที่ทำให้สนามแม่เหล็กมีการกวาดตัวเองผ่านโลหะตัวนำไฟฟ้าไป

ซิงโครนัสมอเตอร์

อัตราการเคลื่อนที่ของสนามแม่เหล็กจะถูกควบคุม(ปกติด้วยวงจรอิเล็คโทรนิคส์)ให้ติดตามการเคลื่อนที่ของ rotor ด้วยเหตุผลด้านค่าใช้จ่าย SLM จึงไม่ค่อยมี commutator ดังนั้น rotor จึงประกอบด้วยแม่เหล็กถาวรหรือเหล็กอ่อน ตัวอย่าง ได้แก่ ปืนแม่เหล็กไฟฟ้าแบบขดลวดเหนี่ยวนำ (coilgun) และมอเตอร์ที่ใช้ในบางส่วนของระบบรถไฟพลังแม่เหล็ก (maglev) เช่นเดียวกับมอเตอร์เชิงเส้นอื่น ๆ อีกจำนวนมาก

 ขั้วเหมือน (Homopolar)

ในการออกแบบในปัจจุบันนี้ส่วนใหญ่จะถูกออกแบบให้อยู่ในรูปแบบของกระสุนโลหะที่มีการสัมผัสกันโดยการเลื่อนไถลไปบนรางโลหะในแนวขวางที่ถูกป้อนกระแสไฟฟ้าผ่านมาจากรางคู่ขนานทั้งสองข้างนั้น


การประยุกต์ใช้งาน
ปืนแม่เหล็กไฟฟ้า
รถไฟพลังแม่เหล็ก
รถไฟชิงกันเซ็ง
เครื่องเล่น Roller Coaster
เครื่องยิงจรวด
เครื่องทดสอบการชน, การทดสอบการชน
ในแนวราบมีความเร็วจาก 0 ถึง 160 กม ในเวลา 7 วินาที จากนั้นกระสวยจะถูกดึงขึ้นในแนวดิ่ง แล้วหยุด แล้ววิ่งกลับทางเดิม ในขณะที่เครื่องเล่นวิ่งอยู่ในแนวดิ่ง ทั้งขาไปและขากลับ ผู้เล่นจะอยู่ในสภาพไร้น้ำหนักถึง 6.5 วินาที


อ้างอิง

หมวดหมู่:อุปกรณ์ขับเคลื่อนแม่เหล็ก