Un attuatore lineare è un dispositivo che genera movimento lineare da una fonte di energia. Può spingere, tirare o muoversi avanti e indietro. L’attuatore svolge generalmente questo compito attraverso alcuni mezzi meccanici o idraulici. Un attuatore lineare elettrico è un tipo di attuatore meccanico che utilizza un motore elettrico per creare movimento, che è spesso di natura non lineare. Un attuatore lineare converte questo movimento in movimento lineare.
Un attuatore lineare elettrico effettua questa conversione con tre tipi fondamentali di meccanismi. Il primo è un attuatore a vite, il secondo è un attuatore ruota e asse e il terzo è un attuatore a camma. Il motore elettrico in un attuatore a vite ruota un dado, che fa muovere l’albero della vite in linea retta. La rotazione di un attuatore ruota e asse fa sì che un cavo, una cinghia o una cremagliera si muovano in modo lineare. La camma in un attuatore a camma ha una forma eccentrica che fornisce un movimento lineare quando ruota contro la base di un albero.
I tipi di motori elettrici possono includere un motore a spazzole a corrente continua (DC), un motore brushless DC, un motore a induzione o un motore passo-passo. Questi motori creano tipicamente un movimento rotatorio, sebbene il metodo specifico vari in base alle esigenze applicative dell’attuatore lineare elettrico. Alcune applicazioni potrebbero richiedere che il motore eserciti una grande quantità di forza, mentre altre applicazioni potrebbero richiedere una maggiore enfasi sulla precisione.
Una raffineria di petrolio potrebbe richiedere un motore elettrico per azionare un attuatore lineare con grande forza e velocità. Questa applicazione richiede in genere un motore a induzione ad alta potenza che utilizza corrente alternata. È più probabile che un attuatore lineare nella strumentazione di laboratorio necessiti di un motore passo-passo a bassa potenza che giri una vite a passo fine per fornire un movimento lineare preciso al millesimo di pollice (0254 mm).
La tecnica di costruzione standard per un attuatore lineare elettrico tratta il motore elettrico come un componente separato dall’attuatore. Il motore in questo tipo di costruzione è tipicamente all’interno del proprio involucro e si attacca all’esterno dell’attuatore. L’albero motore del motore si collega quindi alla vite di azionamento dell’attuatore.
Alcune applicazioni richiedono un attuatore lineare elettrico per utilizzare una tecnica di costruzione compatta. Ciò comporta generalmente il trattamento del motore e dell’attuatore come parte della stessa unità per occupare il minor volume possibile. Un approccio progettuale comune a questo problema consiste nello svuotare l’albero di trasmissione del motore in modo che la vite e il dado di trasmissione dell’attuatore possano adattarsi all’interno dell’albero. Questo design elimina la necessità di un ingranaggio tra la vite di azionamento e il motore.