Motorprinzip
In einem konventionellen, rotierenden (Synchron-)Motor fließt Wechselstrom durch die Spulen des Stators (Primärteil). Dadurch wird ein Magnetfeld erzeugt, das mit dem Magnetfeld des Dauermagneten im Rotor (Sekundärteil) wechselwirkt. Durch die Überlagerung der beiden Magnetfelder entstehen Kräfte, die den Rotor im Stator drehen.
Wickelt man einen rotierenden Motor ab und streckt den Stator (Primärteil) längs der Strecke flach aus, dann entsteht ein Linearmotor.
Das Prinzip eines Linearmotors
Damit sich der Sekundärteil linear über den Stator bewegt, braucht es ein magnetisches Wanderfeld. Dieses Wanderfeld wird wiederum durch einen im Stator fließenden Strom erzeugt.
Auch beim Linearmotor überlagern sich das Magnetfeld des Sekundärteils und das durch den Strom erzeugte magnetische Wanderfeld des Stators. Die Folge ist eine lineare Bewegung des Sekundärteils (also z.B. eines Fahrwagens) – abhängig von dem im Stator fließenden Wechselstrom.
Der Sekundärteil kann zum einen aus einer einfachen Metallplatte bestehen. In diesem Fall induziert das Wanderfeld des Stators einen Strom im Sekundärteil. Dieser Stromfluss bildet sein eigenes Magnetfeld aus, das dann wiederum mit dem magnetischen Wanderfeld des Stators in Wechselwirkung tritt. Die dabei entstehenden Kräfte bewegen den Sekundärteil asynchron zum magnetischen Wanderfeld. Eine solche Anordnung wird als linearer Induktions-Motor oder kurz LIM bezeichnet.
Zum anderen kann der Sekundärteil auch aus Permanentmagneten bestehen. In diesem Fall müssen die Phasenlage und die Frequenz des Erregerstroms an die Position und die Geschwindigkeit des Sekundärteils angepasst werden. Dies wird über ein spezielles Sondensystem und eine entsprechende Steuerelektronik realisiert. Dieser Antrieb wird als linearer Synchron-Motor oder kurz LSM bezeichnet.
Die Vortriebskraft wird völlig berührungslos und damit verschleißfrei auf den Sekundärteil übertragen. Verfügt die Sensorik über eine gute Auflösung und die Steuerelektronik über eine hohe Genauigkeit, dann können die Position, die Vortriebskraft und die Geschwindigkeit, mit der sich der Sekundärteil bewegt, präzise eingestellt werden. Der Sekundärteil kann (fast) beliebig beschleunigt oder über längere Strecken mit extrem konstanter Geschwindigkeit geführt werden.
Der Vorteil des LSM-Systems gegenüber dem LIM-System ist ein deutlich höherer Wirkungsgrad sowie eine quasi feste Verzahnung. Dadurch lässt sich eine hochgenaue Positionierung ohne Schlupf erreichen. Als weiterer Vorteil des LSM-Systems, kann der mit Permanentmagneten bestückte Sekundärteil auch als Wirbelstrombremse genutzt werden.
Im Einzelfall kann jedoch auch das LIM-System aufgrund seiner geringeren Sekundärteilmasse Vorteile bringen. Aus diesem Grund bietet InTraSys beide Systeme an.
