มอเตอร์เหนี่ยวนำเชิงเส้น ( LIM ) เป็นมอเตอร์เชิงเส้นแบบอะซิง โคร นัสกระแสสลับ (AC) ที่ทำงานตามหลักการทั่วไปเช่นเดียวกับมอเตอร์เหนี่ยวนำ อื่นๆ แต่โดยทั่วไปจะออกแบบมาเพื่อสร้างการเคลื่อนที่ในแนวเส้นตรงโดยตรง ลักษณะเฉพาะของมอเตอร์เหนี่ยวนำเชิงเส้นคือมีความยาวขดลวดปฐมภูมิหรือทุติยภูมิที่จำกัด ซึ่งก่อให้เกิดผลที่ปลาย ในขณะที่มอเตอร์เหนี่ยวนำทั่วไปจัดเรียงเป็นวงรอบที่ไม่มีที่สิ้นสุด^{[ 1 ]}

แม้ว่าชื่อจะบอกว่าเป็นมอเตอร์เหนี่ยวนำเชิงเส้น แต่มอเตอร์เหนี่ยวนำเชิงเส้นไม่ได้สร้างการเคลื่อนที่เชิงเส้นเสมอไป บางมอเตอร์เหนี่ยวนำเชิงเส้นถูกนำมาใช้เพื่อสร้างการหมุนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ ซึ่งการใช้ขดลวดปฐมภูมิแบบต่อเนื่องจะสิ้นเปลืองค่าใช้จ่ายมาก

เช่นเดียวกับมอเตอร์แบบหมุน มอเตอร์เชิงเส้นมักใช้แหล่งจ่ายไฟสามเฟสและสามารถรองรับความเร็วสูงมากได้ อย่างไรก็ตาม มีผลกระทบที่ปลายมอเตอร์ซึ่งลดแรงของมอเตอร์ และมักไม่สามารถติดตั้งเกียร์เพื่อแลกเปลี่ยนระหว่างแรงและความเร็วได้ ดังนั้น มอเตอร์เหนี่ยวนำเชิงเส้นจึงมักมีประสิทธิภาพด้านพลังงานต่ำกว่ามอเตอร์แบบหมุนทั่วไปสำหรับแรงเอาต์พุตที่ต้องการเท่ากัน

LIMs ต่างจากแบบหมุนตรงที่สามารถทำให้เกิดการลอยตัวได้ ดังนั้นจึงมักใช้ในกรณีที่ต้องการแรงแบบไม่สัมผัส ต้องการการบำรุงรักษาต่ำ หรือต้องการรอบการทำงานต่ำ การใช้งานจริง ได้แก่การลอยตัวด้วยแม่เหล็กการขับเคลื่อนเชิงเส้น (เช่นตัวขับมวล ) และแอคทูเอเตอร์เชิงเส้น นอกจากนี้ยังใช้สำหรับการสูบโลหะเหลวอีกด้วย^{[ 2 ]}

ประวัติของมอเตอร์ไฟฟ้าเชิงเส้นสามารถสืบย้อนไปได้อย่างน้อยถึงช่วงทศวรรษ 1840 จากผลงานของCharles Wheatstoneที่King's Collegeในลอนดอน^{[ 3 ]}แต่แบบจำลองของ Wheatstone นั้นไม่มีประสิทธิภาพเพียงพอที่จะนำไปใช้งานจริง มอเตอร์เหนี่ยวนำเชิงเส้นที่ใช้งานได้จริงนั้นอธิบายไว้ในสิทธิบัตรของสหรัฐอเมริกาหมายเลข 782312 (ปี 1905; ผู้ประดิษฐ์คือ Alfred Zehden แห่ง Frankfurt-am-Main) และใช้สำหรับขับเคลื่อนรถไฟหรือลิฟต์ วิศวกรชาวเยอรมันHermann Kemperสร้างแบบจำลองที่ใช้งานได้จริงในปี 1935 ^{[ 4 ]}ในช่วงปลายทศวรรษ 1940 ศาสตราจารย์Eric Laithwaiteแห่งImperial Collegeในลอนดอนได้พัฒนาแบบจำลองขนาดเต็มที่ใช้งานได้จริงเป็นครั้งแรก

ในรูปแบบด้านเดียว สนามแม่เหล็กสามารถสร้างแรงผลักที่ผลักตัวนำออกจากสเตเตอร์ ทำให้ตัวนำลอยขึ้นและเคลื่อนที่ไปตามทิศทางของสนามแม่เหล็กที่เคลื่อนที่ ไลธ์เวทเรียกรูปแบบในภายหลังว่าแม่น้ำแม่เหล็กรูปแบบเหล่านี้ของมอเตอร์เหนี่ยวนำเชิงเส้นใช้หลักการที่เรียกว่าฟลักซ์ตามขวางโดยวางขั้วตรงข้ามสองขั้วไว้เคียงข้างกัน ซึ่งทำให้สามารถใช้ขั้วที่ยาวมากได้ จึงทำให้มีความเร็วและประสิทธิภาพสูง^{[ 5 ]}

โดยทั่วไปแล้ว ขดลวดปฐมภูมิของมอเตอร์เหนี่ยวนำเชิงเส้นจะประกอบด้วยแกนแม่เหล็กแบน (โดยทั่วไปเป็นแบบลามิเนต) ที่มีร่องขวางซึ่งมักจะตัดตรง^{[ 6 ]}โดยมีขดลวดวางอยู่ในร่อง โดยแต่ละเฟสจะให้ขั้วสลับกันเพื่อให้เฟสต่างๆ ซ้อนทับกันทางกายภาพ

ส่วนประกอบรองมักเป็นแผ่นอะลูมิเนียม โดยมักมีแผ่นรองหลังเป็นเหล็ก LIM บางรุ่นเป็นแบบสองด้าน โดยมีส่วนประกอบหลักอยู่ด้านละหนึ่งแผ่นของส่วนประกอบรอง และในกรณีนี้ไม่จำเป็นต้องมีแผ่นรองหลังเป็นเหล็ก

มอเตอร์เชิงเส้นมีสองประเภท ได้แก่แบบขดลวดปฐมภูมิสั้นซึ่งขดลวดจะถูกตัดให้สั้นกว่าขดลวดทุติยภูมิ และแบบขดลวดทุติยภูมิสั้นซึ่งแผ่นตัวนำมีขนาดเล็กกว่า มอเตอร์เชิงเส้นแบบขดลวดทุติยภูมิสั้นมักจะพันแบบขนานระหว่างขดลวดเฟสเดียวกัน ในขณะที่มอเตอร์เชิงเส้นแบบขดลวดปฐมภูมิสั้นมักจะพันแบบอนุกรม^{[ 7 ]}

ขดลวดปฐมภูมิของแม่เหล็ก LIM แบบฟลักซ์ขวางจะมีขั้วคู่เรียงกันในแนวขวางโดยมีทิศทางการพันขดลวดตรงข้ามกัน โดยทั่วไปแล้ว ขั้วเหล่านี้จะทำจากแผ่นรองหลังแบบลามิเนตที่ตัดแต่งอย่างเหมาะสม หรือทำจากแกนรูปตัว U ในแนวขวางหลายๆ แกน

ในมอเตอร์ไฟฟ้าแบบนี้ แรงเกิดขึ้นจากสนามแม่เหล็ก ที่เคลื่อนที่ในแนวเส้นตรง ซึ่งกระทำต่อตัวนำในบริเวณนั้น ตัวนำใดๆ ไม่ว่าจะเป็นวงแหวน ขดลวด หรือแผ่นโลหะธรรมดา ที่วางอยู่ในสนามแม่เหล็กนี้ จะเกิดกระแสไหลวนเหนี่ยวนำขึ้น ทำให้เกิดสนามแม่เหล็กต้านตามกฎของเลนซ์ สนามแม่เหล็ก สองสนามที่ต้านกันจะผลักกัน ทำให้เกิดการเคลื่อนที่เมื่อสนามแม่เหล็กเคลื่อนที่ผ่านโลหะ

${\displaystyle n_{s}=2f_{s}/p}$^{[ 8 ]}

โดยที่f คือความถี่ของแหล่งจ่ายไฟในหน่วยเฮิร์ตซ์, pคือจำนวนขั้ว และn คือความเร็วซิงโครนัสของสนามแม่เหล็กในหน่วยรอบต่อวินาที

รูปแบบสนามเคลื่อนที่นั้นมีความเร็วเท่ากับ:

${\displaystyle v_{s}=2tf_{s}}$^{[ 8 ]}

โดยที่v คือความเร็วของสนามเคลื่อนที่เชิงเส้นในหน่วยเมตร/วินาที และtคือระยะห่างระหว่างขั้ว

สำหรับค่าการเลื่อนsความเร็วของขดลวดทุติยภูมิในมอเตอร์เชิงเส้นจะกำหนดโดย

${\displaystyle v_{r}=(1-s)v_{s}}$^{[ 8 ]}

มอเตอร์เหนี่ยวนำเชิงเส้นมักมีประสิทธิภาพน้อยกว่ามอเตอร์เหนี่ยวนำแบบหมุนทั่วไป ผลกระทบที่ปลายและช่องว่างอากาศที่ค่อนข้างใหญ่ซึ่งมักมีอยู่จะลดแรงที่ผลิตได้สำหรับกำลังไฟฟ้าเท่ากัน^{[ 1 ]}ในทำนองเดียวกัน ประสิทธิภาพระหว่างการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (การเบรก/การฟื้นฟูพลังงานไฟฟ้า) ด้วยมอเตอร์เหนี่ยวนำเชิงเส้นได้รับการรายงานว่าค่อนข้างต่ำเนื่องจากผลกระทบที่ปลาย^{[ 11 ]}ช่องว่างอากาศที่ใหญ่ขึ้นยังเพิ่มค่าความเหนี่ยวนำของมอเตอร์ ซึ่งอาจต้องใช้ตัวเก็บประจุขนาดใหญ่ขึ้นและมีราคาแพงขึ้น

อย่างไรก็ตาม มอเตอร์เหนี่ยวนำเชิงเส้นสามารถหลีกเลี่ยงความจำเป็นในการใช้เกียร์และระบบส่งกำลังที่คล้ายกัน ซึ่งระบบเหล่านี้ก็มีการสูญเสียของตัวเอง และความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับความสำคัญของ ปัจจัยความดี ( goodness factor)สามารถลดผลกระทบของช่องว่างอากาศที่ใหญ่ขึ้นได้ ในทุกกรณี การใช้พลังงานไม่ใช่สิ่งสำคัญที่สุดเสมอไป ตัวอย่างเช่น ในหลายกรณี มอเตอร์เหนี่ยวนำเชิงเส้นมีชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่น้อยกว่ามาก และมีการบำรุงรักษาต่ำมาก นอกจากนี้ การใช้มอเตอร์เหนี่ยวนำเชิงเส้นแทนมอเตอร์หมุนที่มีระบบส่งกำลังแบบหมุนเป็นเชิงเส้นใน ระบบ ควบคุมการเคลื่อนที่ ช่วยให้ ระบบควบคุมมีแบนด์วิดท์และความแม่นยำสูงขึ้นเนื่องจากระบบส่งกำลังแบบหมุนเป็นเชิงเส้นจะทำให้เกิดการคลายตัว แรงเสียดทานสถิต และ/หรือความยืดหยุ่นทางกลในระบบควบคุม

เนื่องจากคุณสมบัติเหล่านี้ มอเตอร์เชิงเส้นจึงมักถูกนำมาใช้ใน ระบบขับเคลื่อน ด้วยแม่เหล็กเช่นเดียวกับ รถไฟ แม่เหล็กLinimo ของญี่ปุ่น ที่อยู่ใกล้เมืองนาโกย่า

ระบบรถไฟแม่เหล็กอัตโนมัติเชิงพาณิชย์ระบบแรกของโลกคือรถไฟแม่เหล็กความเร็วต่ำที่วิ่งจากอาคารผู้โดยสารของสนามบินเบอร์มิงแฮม ไปยัง สถานีรถไฟเบอร์มิงแฮมอินเตอร์เนชั่นแนลที่อยู่ใกล้เคียงระหว่างปี 1984–1995 ^{[ 12 ]}รางมีความยาว600 เมตร (2,000 ฟุต)และรถไฟ "บิน" ที่ระดับความสูง15 มิลลิเมตร (0.59 นิ้ว)โดยลอยตัวด้วยแม่เหล็กไฟฟ้าและขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์เหนี่ยวนำเชิงเส้น^{[ 13 ]} ระบบ นี้เปิดให้บริการเกือบสิบเอ็ดปี แต่ ปัญหา ความล้าสมัยของระบบอิเล็กทรอนิกส์ทำให้ไม่น่าเชื่อถือในภายหลัง หนึ่งในรถไฟดั้งเดิมจัดแสดงอยู่ที่Railworldในปีเตอร์โบโรห์พร้อมกับรถไฟโฮเวอร์RTV31 ^{[ 14 ]}  

อย่างไรก็ตาม มอเตอร์เชิงเส้นถูกนำมาใช้โดยอิสระจากการลอยตัวด้วยแม่เหล็ก เช่น ในรถไฟฟ้า สายโทเอะ โอเอโดะของโตเกียว รถไฟใต้ดิน บอมบาร์เดียร์ อินโนเวียเป็นตัวอย่างของระบบอัตโนมัติที่ใช้การขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์เชิงเส้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งใน ระบบ สกายเทรน ของแวนคูเวอร์ และอดีต รถไฟฟ้า สการ์โบโรห์ RT ของโตรอน โต ทั้งสองแห่งอยู่ในแคนาดา ระบบ ขนส่งมวลชนความเร็ว สูงที่ยาวที่สุด ที่ใช้เทคโนโลยีดังกล่าวคือรถไฟใต้ดินกว่างโจวโดยมีเส้นทางประมาณ130 กิโลเมตร (81 ไมล์)ที่ใช้รถไฟใต้ดินขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์เชิงเส้นในสาย4 สาย 5และสาย 6นอกจากนี้ยังมีการใช้ในระบบขนส่งมวลชนทูมอร์โรว์แลนด์ ทรานสิชั่น ออธอริตี้ พีเพิลมูฟเวอร์ที่วอลต์ดิสนีย์เวิลด์รีสอร์ทในเบย์เลค รัฐฟลอริดาและระบบขนส่งมวลชนซับเวย์ที่สนามบินนานาชาติจอร์จ บุชในฮิวสตันรัฐเท็กซัสซึ่งใช้การออกแบบเดียวกัน  

เทคโนโลยีมอเตอร์เหนี่ยวนำเชิงเส้นยังถูกนำมาใช้ในรถไฟเหาะตีลังกาบางรุ่นที่เปิดตัว ก่อนหน้านี้ รถไฟเหาะตีลังการุ่นแรกที่ใช้ LIMs สำหรับการขับเคลื่อนคือ รถไฟเหาะตีลังกา Flight of Fear ที่เหมือนกัน ที่Kings IslandและKings Dominionซึ่งเปิดให้บริการในปี 1996 ทั้งคู่^{[ 15 ]}

ในปัจจุบัน การติดตั้งระบบนี้บน รถรางที่วิ่งบนถนนยังไม่สามารถทำได้จริงแม้ว่าในทางทฤษฎีแล้ว การติดตั้งโดยการฝังสายไฟไว้ในท่อที่มีช่องเจาะก็สามารถทำได้เช่นกัน

นอกเหนือจากระบบขนส่งสาธารณะแล้ว มอเตอร์เชิงเส้นแนวตั้งยังถูกเสนอให้ใช้เป็นกลไกยกในเหมือง ลึก และการใช้มอเตอร์เชิงเส้นกำลังเพิ่มขึ้นใน แอป พลิ เคชัน ควบคุมการเคลื่อนที่นอกจากนี้ยังมักใช้กับประตูเลื่อน เช่น ประตูของรถรางพื้นต่ำ เช่นAlstom CitadisและEurotram

มอเตอร์เชิงเส้นแบบสองแกนก็มีอยู่เช่นกัน อุปกรณ์เฉพาะทางเหล่านี้ถูกนำมาใช้เพื่อให้ การเคลื่อนที่ X - Y โดยตรง สำหรับการตัดผ้าและแผ่นโลหะด้วยเลเซอร์อย่างแม่นยำการร่าง แบบอัตโนมัติ และการขึ้นรูปสายเคเบิล นอกจากนี้ มอเตอร์เหนี่ยวนำเชิงเส้นที่มีแกนรองทรงกระบอกยังถูกนำมาใช้เพื่อให้การเคลื่อนที่เชิงเส้นและการหมุนพร้อมกันสำหรับการติดตั้งอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์บนแผงวงจรพิมพ์^{[ 16 ]}

มอเตอร์เชิงเส้นส่วนใหญ่ที่ใช้งานอยู่คือ LIM (มอเตอร์เหนี่ยวนำเชิงเส้น) หรือ LSM (มอเตอร์ซิงโครนัสเชิงเส้น) มอเตอร์ DC เชิงเส้นไม่เป็นที่นิยมใช้เนื่องจากมีต้นทุนสูงกว่า และมอเตอร์ SRM เชิงเส้น มีแรงขับต่ำ ดังนั้นสำหรับการวิ่งระยะยาวในระบบขับเคลื่อนจึงนิยมใช้ LIM มากกว่า และสำหรับการวิ่งระยะสั้นจึงนิยมใช้ LSM มากกว่า

มอเตอร์เหนี่ยวนำเชิงเส้นยังถูกนำมาใช้สำหรับการปล่อยเครื่องบิน ระบบ Westinghouse Electropult ^{[ 7 ]}ในปี พ.ศ. 2488 เป็นตัวอย่างแรก และระบบปล่อยเครื่องบินด้วยแม่เหล็กไฟฟ้า (EMALS) มีกำหนดส่งมอบในปี พ.ศ. 2553

มอเตอร์เหนี่ยวนำเชิงเส้นยังใช้ในเครื่องทอผ้าด้วย โดยการลอยตัวด้วยแม่เหล็กช่วยให้กระสวยด้ายลอยอยู่ระหว่างเส้นใยโดยไม่ต้องสัมผัสโดยตรง

ลิฟต์ไร้เชือกตัวแรกที่คิดค้นโดยThyssenKruppใช้พลังงานขับเคลื่อนแบบเหนี่ยวนำเชิงเส้น^{[ 17 ]}

• การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า
• ปัจจัยความดี
• รถไฟแม่เหล็ก
• โฮเวอร์คราฟต์แบบตีนตะขาบ
• มอเตอร์ซิงโครนัสเชิงเส้น