क्यों रैखिकता और हाइस्टेरिसिस मुक्त संचालन महत्वपूर्ण स्थिति के लिए आवाज कॉइल मोटर्स के परिभाषित फायदे हैं?
जब ऐसे अनुप्रयोगों में गति नियंत्रण की आवश्यकता होती है जहां माइक्रोन स्तर की त्रुटियां भी अस्वीकार्य होती हैं, जैसे चिकित्सा इमेजिंग में लेंस को फ़ोकस करना, लिथोग्राफी में वेफर्स की स्थिति,या सर्जिकल रोबोटिक्स को नियंत्रित करने के लिए, एक्ट्यूएटर का चयन गंभीर रूप से सीमित है।आवाज कॉइल मोटर (वीसीएम) लगातार दो परिभाषित विशेषताओं के कारण पसंदीदा समाधान के रूप में उभरा हैः असाधारण रैखिकता और हिस्टेरिसिस मुक्त संचालन।सिस्टम इंटीग्रेटरों के लिए महत्वपूर्ण प्रश्न यह है कि: इन वीसीएम गुणों को पेंच ड्राइव या पारंपरिक स्टेपर मोटर्स पर आधारित एक्ट्यूएटरों के मुकाबले प्रतिस्पर्धात्मक बढ़त में कैसे अनुवादित किया जाता है?
वीसीएम की प्राथमिक ताकत इसकी अंतर्निहित रैखिकता में निहित है। एक मोटर में रैखिकता का अर्थ है कि आउटपुट बल सीधे और आनुपातिक रूप से इनपुट करंट से संबंधित है।क्योंकि वीसीएम लॉरेंट्ज़ बल कानून पर आधारित है, यह आंतरिक रूप से रैखिक है, बशर्ते कि चुंबकीय क्षेत्र पूरे स्ट्रोक में समान हो। यह पारंपरिक घूर्णी मोटर्स के विपरीत है,जो अक्सर जटिल चुंबकीय संतृप्ति या अनिच्छा प्रभावों पर निर्भर करते हैं जहां टॉर्क आउटपुट गति या स्थिति के साथ गैर-रैखिक रूप से भिन्न हो सकता है.
यह अंतर्निहित रैखिक प्रदर्शन मोटर के नियंत्रण एल्गोरिदम को नाटकीय रूप से सरल बनाता है। इनपुट करंट में परिवर्तन परिणामी बल की सटीक भविष्यवाणी करता है।सरल नियंत्रण व्यापक मानचित्रण या खोज तालिकाओं की आवश्यकता के बिना तेजी से सर्वो लूप समय और अधिक मजबूत प्रदर्शन में अनुवाद करता हैइसके अतिरिक्त, क्योंकि संबंध रैखिक है, इनपुट धारा में मामूली परिवर्तन के परिणामस्वरूप बल में अनुमानित, नियंत्रित परिवर्तन होते हैं।यह सर्वो प्रणाली को ठीक समायोजन के लिए बहुत कम बल और तेजी से त्वरण के लिए बहुत उच्च बल उत्पन्न करने की अनुमति देता है, सभी एक ही रैखिक नियंत्रण पैमाने का उपयोग करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप बेहतर बल संकल्प और सब-माइक्रोन चरणों को विश्वसनीय रूप से कमांड करने की क्षमता होती है।
वीसीएम को शून्य कम्यूटेशन से भी लाभ होता है। ब्रश किए गए डीसी मोटर्स के विपरीत, वीसीएम आमतौर पर गैर-कम्यूटेशन डिवाइस होते हैं, जिसका अर्थ है कि गति के दौरान कोई भौतिक या इलेक्ट्रॉनिक स्विचिंग की आवश्यकता नहीं होती है।यह टोक़ लहर को समाप्त करता है, घर्षण, और विद्युत शोर जो कम्यूटेशन में निहित है, यह सुनिश्चित करता है कि उत्पन्न बल शुद्ध और स्वच्छ हो, जो इमेजिंग सिस्टम के लिए आवश्यक चिकनी, कम गति वाली गति के लिए महत्वपूर्ण है।
दूसरा शक्तिशाली लाभ हिस्टेरेसिस मुक्त संचालन है। हिस्टेरेसिस अपनी पिछली स्थिति पर एक प्रणाली के उत्पादन की निर्भरता को संदर्भित करता है। गति नियंत्रण में, it means that reaching a target position from one direction may require a slightly different current or yield a slightly different final position than reaching the same target from the opposite directionहाइस्टेरिसिस सटीकता का अंतिम दुश्मन है।
अधिकांश यांत्रिक एक्ट्यूएटरों में हाइस्टेरिसिस घर्षण (बीयरिंग, लीड स्क्रू या गाइड में स्टिक-स्लिप घर्षण) और बैकलैश (गियर ट्रेनों में फ्री प्ले या क्लीयरेंस) से उत्पन्न होता है।वीसीएम विशेष रूप से इन स्रोतों को खत्म करने के लिए बनाया गया है. बल उत्पादन पूरी तरह से विद्युत चुम्बकीय और गैर संपर्क है, स्वाभाविक रूप से खुद मोटर के भीतर घर्षण और प्रतिक्रिया को समाप्त करता है. उच्चतम परिशुद्धता वीसीएम अनुप्रयोगों के लिए,चलती कॉइल को अक्सर गैर-संपर्क वायु बीयरिंग या अत्यधिक अनुरूप झुकने वाले बीयरिंग (यांत्रिक स्प्रिंग्स) का उपयोग करके निलंबित किया जाता हैइन निलंबन तंत्रों को लगभग शून्य घर्षण के साथ कॉइल की गति का मार्गदर्शन करने के लिए डिज़ाइन किया गया है और कोई यांत्रिक प्रतिक्रिया नहीं है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि प्रणाली प्रभावी रूप से हिस्टेरिसिस मुक्त है।
इसके अतिरिक्त, कई उच्च-प्रदर्शन वाले वीसीएम कोरलेस होते हैं, जिसका अर्थ है कि उनके पास चलती कॉइल असेंबली में कोई लोहा नहीं होता है।यह चुंबकीय अनिच्छा और संतृप्ति प्रभाव है कि लोहे-कोर मोटर्स में चुंबकीय hysteresis का कारण समाप्त होता है. शुद्ध प्रभाव यह है कि किसी भी दिए गए इनपुट धारा के लिए, वीसीएम बिल्कुल एक ही बल का उत्पादन करेगा और इस प्रकार बिल्कुल एक ही स्थिति तक पहुंच जाएगा,चाहे सिस्टम पहले बाएं या दाएं चल रहा था, उच्च गति या कम गति पर। यह पूर्वानुमान बंद सर्वो प्रणाली की सटीकता में नाटकीय रूप से सुधार करता है,यह उसे एक लक्ष्य स्थिति पर तेजी से और किसी भी मोटर यांत्रिक या चुंबकीय hysteresis से पीड़ित की तुलना में अधिक दीर्घकालिक स्थिरता के साथ लॉक करने के लिए अनुमति देता है.
इसलिए, महत्वपूर्ण पोजिशनिंग के लिए, रैखिकता नियंत्रण प्रणाली को सरल बनाती है और रिज़ॉल्यूशन को बढ़ाती है, जबकि हिस्टेरिसिस मुक्त संचालन यह सुनिश्चित करता है कि प्राप्त स्थिति पूर्ण और दोहराए जाने योग्य है,गति पथ के बावजूदये दो विशेषताएं वीसीएम की स्थिति को गति नियंत्रण के लिए अंतिम एक्चुएटर के रूप में मजबूत करती हैं, जिसके लिए पूर्ण सटीकता और दोहराव के उच्चतम स्तर की आवश्यकता होती है।