पूर्ण रैखिक मोटर चरण - बेस प्लेट, रैखिक मोटर, रैखिक गाइड, एनकोडर और नियंत्रण सहित।

पिछले कुछ वर्षों में डायरेक्ट ड्राइव लीनियर सर्वो मोटरों के उपयोग में उल्लेखनीय वृद्धि देखी गई है, जिसका एक कारण उपयोगकर्ताओं की उच्च थ्रूपुट और बेहतर परिशुद्धता की माँग भी है। हालाँकि लीनियर मोटरों को अक्सर उच्च गति, लंबे स्ट्रोक और उत्कृष्ट पोजिशनिंग सटीकता का संयोजन प्रदान करने की उनकी क्षमता के लिए जाना जाता है, जो अन्य ड्राइव तंत्रों में संभव नहीं है, फिर भी वे अत्यंत धीमी, सुचारू और सटीक गति भी प्राप्त कर सकते हैं। वास्तव में, लीनियर मोटर तकनीक क्षमताओं की इतनी विस्तृत श्रृंखला प्रदान करती है—थ्रस्ट बल, वेग, त्वरण, पोजिशनिंग सटीकता और दोहराव—कि ऐसे बहुत कम अनुप्रयोग हैं जिनके लिए लीनियर मोटर उपयुक्त समाधान नहीं हैं।

रैखिक मोटर के प्रकारों में रैखिक सर्वो मोटर, रैखिक स्टेपर मोटर, रैखिक प्रेरण मोटर और थ्रस्ट ट्यूब रैखिक मोटर शामिल हैं। जब किसी अनुप्रयोग के लिए रैखिक सर्वो मोटर सबसे अच्छा विकल्प हो, तो प्रारंभिक मोटर चयन के दौरान इन तीन बातों पर विचार करें।

"प्राथमिक" विचार: लौह कोर या लौह रहित?
रैखिक प्रत्यक्ष ड्राइव सर्वो मोटर दो मुख्य प्रकारों में आती हैं, लौह कोर या लौह रहित, जो इस बात पर निर्भर करता है कि प्राथमिक भाग (रोटरी मोटर में स्टेटर के समान) में वाइंडिंग लौह लेमिनेशन स्टैक में लगी है या एपॉक्सी में। यह तय करना कि अनुप्रयोग के लिए लौह कोर या लौह रहित रैखिक मोटर की आवश्यकता है, आमतौर पर डिज़ाइन और चयन में पहला कदम होता है।

लौह-कोर रैखिक मोटर उन अनुप्रयोगों के लिए सबसे उपयुक्त हैं जिनमें अत्यधिक उच्च प्रणोद बल की आवश्यकता होती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि प्राथमिक भाग के लेमिनेशन में दाँत (उभार) होते हैं जो विद्युत चुम्बकीय प्रवाह को द्वितीयक भाग के चुम्बकों की ओर केंद्रित करते हैं (रोटरी मोटर में रोटर के समान)। प्राथमिक भाग में लौह और द्वितीयक भाग में स्थायी चुम्बकों के बीच यह चुंबकीय आकर्षण मोटर को उच्च बल प्रदान करने में सक्षम बनाता है।

आयरनलेस लीनियर मोटर्स में आमतौर पर कम थ्रस्ट क्षमता होती है, इसलिए वे प्रेसिंग, मशीनिंग या मोल्डिंग जैसे अनुप्रयोगों में अत्यधिक उच्च थ्रस्ट आवश्यकताओं के लिए उपयुक्त नहीं होते। लेकिन वे उच्च गति असेंबली और परिवहन में उत्कृष्ट होते हैं।

लौह कोर डिज़ाइन का नकारात्मक पक्ष कॉगिंग है, जो गति की सहजता को कम करता है। कॉगिंग इसलिए होती है क्योंकि प्राथमिक भाग का खांचादार डिज़ाइन उसे द्वितीयक भाग के चुम्बकों के साथ गति करते समय "पसंदीदा" स्थितियाँ प्रदान करता है। द्वितीयक भाग के चुम्बकों के साथ प्राथमिक भाग की संरेखित होने की प्रवृत्ति को नियंत्रित करने के लिए, मोटर को अधिक बल लगाना पड़ता है, जिससे एक वेग तरंग उत्पन्न होती है - जिसे कॉगिंग कहा जाता है। बल और वेग तरंग में यह परिवर्तन गति की सहजता को कम करता है, जो उन अनुप्रयोगों में एक महत्वपूर्ण समस्या हो सकती है जहाँ यात्रा के दौरान गति की गुणवत्ता (न कि केवल अंतिम स्थिति सटीकता) महत्वपूर्ण होती है।

कॉगिंग को कम करने के लिए निर्माता कई तरीके अपनाते हैं। एक आम तरीका है चुम्बकों (या दांतों) की स्थिति को तिरछा करना, जिससे प्राथमिक दांतों के द्वितीयक चुम्बकों के बीच से गुज़रने पर अधिक सुचारू संक्रमण पैदा होता है। चुम्बकों के आकार को एक लम्बे अष्टकोण में बदलकर भी ऐसा ही प्रभाव प्राप्त किया जा सकता है।

कॉगिंग को कम करने की एक अन्य विधि को फ्रैक्शनल वाइंडिंग कहा जाता है। इस डिज़ाइन में, प्राइमरी में सेकेंडरी में चुम्बकों की तुलना में ज़्यादा लेमिनेशन टीथ होते हैं, और लेमिनेशन स्टैक का एक विशेष आकार होता है। ये दोनों संशोधन मिलकर कॉगिंग बलों को कम करने का काम करते हैं। और निश्चित रूप से, सॉफ़्टवेयर हमेशा एक समाधान प्रदान करता है। एंटी-कॉगिंग एल्गोरिदम सर्वो ड्राइव और नियंत्रकों को प्राइमरी को आपूर्ति की जाने वाली धारा को इस प्रकार समायोजित करने की अनुमति देते हैं कि बल और वेग में परिवर्तन न्यूनतम हो।

आयरनलेस लीनियर मोटरों में कॉगिंग नहीं होती, क्योंकि उनकी प्राथमिक कुंडलियाँ स्टील लेमिनेशन के चारों ओर लिपटी होने के बजाय, एपॉक्सी में समाहित होती हैं। और आयरनलेस लीनियर सर्वो मोटरों का द्रव्यमान कम होता है (एपॉक्सी स्टील की तुलना में हल्का, यद्यपि कम कठोर होता है), जिससे वे विद्युत-यांत्रिक प्रणालियों में पाए जाने वाले कुछ उच्चतम त्वरण, अवमंदन और अधिकतम वेग मान प्राप्त कर सकते हैं। आयरनलेस मोटरों के लिए सेटलमेंट समय आमतौर पर आयरन कोर संस्करणों की तुलना में बेहतर (कम) होता है। प्राथमिक में स्टील की कमी, और कॉगिंग या वेग तरंग की कमी का अर्थ यह भी है कि आयरनलेस लीनियर मोटरें बहुत धीमी, स्थिर गति प्रदान कर सकती हैं, आमतौर पर 0.01 प्रतिशत से भी कम गति परिवर्तन के साथ।

एकीकरण का स्तर क्या है?
रोटरी मोटरों की तरह, रैखिक सर्वो मोटरें भी गति प्रणाली का एक घटक मात्र होती हैं। एक पूर्ण रैखिक मोटर प्रणाली में भार को सहारा देने और मार्गदर्शन करने के लिए बियरिंग्स, केबल प्रबंधन, फीडबैक (आमतौर पर एक रैखिक एनकोडर), और एक सर्वो ड्राइव और नियंत्रक की भी आवश्यकता होती है। अत्यधिक अनुभवी OEM और मशीन निर्माता, या जिनकी डिज़ाइन या प्रदर्शन संबंधी विशिष्ट आवश्यकताएँ होती हैं, वे विभिन्न निर्माताओं की आंतरिक क्षमताओं और तैयार घटकों के साथ एक संपूर्ण प्रणाली का निर्माण कर सकते हैं।

रैखिक मोटर प्रणाली का डिज़ाइन बेल्ट, रैक और पिनियन, या स्क्रू पर आधारित प्रणालियों के डिज़ाइन की तुलना में निश्चित रूप से सरल है। इसमें कम घटक और कम श्रम-गहन संयोजन चरण होते हैं (बॉल स्क्रू सपोर्ट को संरेखित करने या बेल्ट को कसने की आवश्यकता नहीं होती)। और रैखिक मोटरें संपर्क रहित होती हैं, इसलिए डिज़ाइनरों को ड्राइव यूनिट के स्नेहन, समायोजन, या अन्य रखरखाव की व्यवस्था करने की चिंता नहीं करनी पड़ती। लेकिन उन OEM और मशीन निर्माताओं के लिए जो एक टर्नकी समाधान की तलाश में हैं, पूर्ण रैखिक मोटर चालित एक्चुएटर्स, उच्च-परिशुद्धता वाले स्टेज, और यहाँ तक कि कार्टेशियन और गैन्ट्री सिस्टम के लिए असंख्य विकल्प उपलब्ध हैं।

क्या वातावरण रैखिक मोटर के लिए उपयुक्त है?
क्लीनरूम और वैक्यूम वातावरण जैसे कठिन वातावरणों में रैखिक मोटर अक्सर पसंदीदा समाधान होते हैं, क्योंकि इनमें कम गतिशील भाग होते हैं और इन्हें लगभग किसी भी प्रकार के रैखिक गाइड या केबल प्रबंधन के साथ जोड़ा जा सकता है ताकि अनुप्रयोग की कण उत्पादन, गैस उत्सर्जन और तापमान संबंधी आवश्यकताओं को पूरा किया जा सके। और चरम मामलों में, द्वितीयक (चुंबकीय ट्रैक) को गतिशील भाग के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है, जबकि प्राथमिक भाग (केबल और केबल प्रबंधन सहित वाइंडिंग) स्थिर रहता है।

लेकिन अगर वातावरण में धातु के टुकड़े, धातु की धूल, या धातु के कण मौजूद होंगे, तो रैखिक सर्वो मोटर सबसे अच्छा विकल्प नहीं हो सकता है। यह लौह-कोर रैखिक मोटरों के लिए विशेष रूप से सत्य है क्योंकि उनका डिज़ाइन स्वाभाविक रूप से खुला होता है, जिससे चुंबक पथ संदूषण के संपर्क में रहता है। लौह-रहित रैखिक मोटरों का अर्ध-संलग्न डिज़ाइन बेहतर सुरक्षा प्रदान करता है, लेकिन यह सुनिश्चित करने के लिए सावधानी बरतनी चाहिए कि द्वितीयक भाग में स्लॉट सीधे संदूषण के स्रोतों के संपर्क में न आए। लौह-कोर और लौह-रहित रैखिक मोटरों, दोनों को बंद करने के लिए डिज़ाइन विकल्प उपलब्ध हैं, लेकिन ये मोटर की ऊष्मा अपव्यय क्षमता को कम कर सकते हैं, जिससे एक समस्या दूसरी समस्या में बदल सकती है।