एक रैखिक मोटर को एक रोटरी सर्वो मोटर के रूप में माना जा सकता है जिसे मूल रूप से रैखिक गति उत्पन्न करने के लिए बिना मोड़े और सपाट रखा जाता है। एक पारंपरिक रैखिक एक्ट्यूएटर एक यांत्रिक तत्व है जो एक रोटरी सर्वो मोटर की घूमने वाली गति को सीधी रेखा में परिवर्तित करता है। दोनों ही रैखिक गति प्रदान करते हैं लेकिन बहुत अलग प्रदर्शन विशेषताओं और ट्रेड-ऑफ के साथ। कोई बेहतर या घटिया तकनीक नहीं है - किसका उपयोग करना है इसका विकल्प अनुप्रयोग पर निर्भर करता है। आइए करीब से देखें।

रैखिक मोटरों के लिए अंगूठे का नियम यह है कि वे उच्च त्वरण, उच्च गति या उच्च परिशुद्धता की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों में चमकते हैं। उदाहरण के लिए, सेमीकंडक्टर मेट्रोलॉजी में, जहाँ रिज़ॉल्यूशन और थ्रूपुट महत्वपूर्ण हैं और यहाँ तक कि एक घंटे का डाउनटाइम भी दसियों हज़ार डॉलर खर्च कर सकता है, रैखिक मोटर आदर्श समाधान प्रदान करते हैं। लेकिन कम मांग वाली स्थिति के बारे में क्या?

रैखिक मोटरों के साथ एक प्रारंभिक मुद्दा लागत प्रतिस्पर्धात्मकता था। रैखिक मोटरों को दुर्लभ-पृथ्वी चुंबकों की आवश्यकता होती है, जो स्ट्रोक की लंबाई को सीमित करने वाले कारकों में से एक है। निश्चित रूप से, सिद्धांत रूप में, चुंबकों को व्यावहारिक रूप से अंतहीन रूप से पंक्तिबद्ध किया जा सकता है, लेकिन वास्तव में, एक लंबी स्ट्रोक लंबाई पर पर्याप्त कठोरता सुनिश्चित करने की चुनौती से अलग, लागतें बढ़ जाती हैं, विशेष रूप से यू-चैनल डिज़ाइन के लिए।

आयरन-कोर मोटर समतुल्य आयरनलेस डिज़ाइन की तुलना में छोटे चुंबकों का उपयोग करके समान बल उत्पन्न कर सकते हैं, इसलिए यदि मांसपेशी प्राथमिक आवश्यकता है और प्रदर्शन विनिर्देशों को कुछ कॉगिंग बल गड़बड़ी को सहन करने के लिए पर्याप्त रूप से शिथिल किया जाता है जिसके परिणामस्वरूप गतिशील स्थिति या वेग त्रुटियाँ होती हैं, तो आयरन-कोर सबसे अच्छा तरीका हो सकता है। यदि प्रदर्शन आवश्यकताएँ नैनोमीटर के बजाय माइक्रोन के क्रम में और भी ढीली हैं, तो शायद रैखिक एक्ट्यूएटर संयोजन सबसे उपयुक्त समझौता प्रदान करता है - दवा पैकेजिंग के लिए एक रैखिक एक्ट्यूएटर चुनें, लेकिन दवा खोज के डीएनए अनुक्रमण के लिए एक रैखिक मोटर चुनें।

यात्रा की लंबाई
हालांकि बहुत सारे अपवाद मौजूद हैं, रैखिक मोटरों के लिए इष्टतम स्ट्रोक लंबाई कुछ मिलीमीटर से लेकर कई मीटर तक होती है। इससे कम पर, फ्लेक्सचर जैसा विकल्प अधिक प्रभावी हो सकता है; इससे ऊपर, बेल्ट ड्राइव और फिर रैक-एंड-पिनियन डिज़ाइन शायद बेहतर दांव हैं।

रैखिक मोटरों की स्ट्रोक लंबाई न केवल लागत और माउंटिंग स्थिरता से बल्कि केबल प्रबंधन के मुद्दे से भी बाधित होती है। गति उत्पन्न करने के लिए, फोर्सर को सक्रिय किया जाना चाहिए, जिसका अर्थ है कि पावर केबल को इसके साथ पूरी स्ट्रोक लंबाई तक यात्रा करनी होगी। हाई-फ्लेक्स केबल और साथ में आने वाले रेसवे महंगे हैं, और यह तथ्य कि केबलिंग गति नियंत्रण में विफलता का सबसे बड़ा बिंदु है, इस मुद्दे को और भी जटिल बनाता है।

बेशक, रैखिक मोटरों की प्रकृति ही उस समस्या का एक चतुर समाधान दे सकती है। जहाँ हमें ऐसी चिंताएँ हैं, हम फोर्सर को स्थिर आधार पर माउंट करेंगे और मैग्नेट ट्रैक को हिलाएँगे। इस तरह, सभी केबल स्थिर फोर्सर पर आ जाएँगे। आपको किसी दिए गए मोटर से थोड़ा कम त्वरण मिलता है क्योंकि आप कॉइल को त्वरित नहीं कर रहे हैं, आप मैग्नेट ट्रैक को त्वरित कर रहे हैं, जो भारी है। यदि आप उच्च G के लिए ऐसा कर रहे थे, तो यह अच्छा नहीं होगा। यदि आपके पास वास्तव में कोई उच्च-G अनुप्रयोग नहीं है, तो यह एक बहुत अच्छा डिज़ाइन हो सकता है।

प्रोफेटा ने 28 से 900 पाउंड तक के अधिकतम बल वाली एरोटेक रैखिक सर्वो मोटरों का हवाला दिया है, लेकिन यहाँ भी, रैखिक मोटरों का मूल डिज़ाइन खुद को अद्वितीय समाधानों के लिए उधार देता है जो कहीं अधिक प्रदान करते हैं। हमारे पास ऐसे ग्राहक हैं जो हमारी सबसे बड़ी रैखिक मोटरों को लेंगे, उनमें से छह को एक साथ रखेंगे, और लगभग 6000 पाउंड का बल उत्पन्न करेंगे। आप कई ट्रैक में कई फोर्सर लगा सकते हैं, उन्हें यांत्रिक रूप से एक साथ जोड़ सकते हैं, और फिर उन सभी को एक साथ बदल सकते हैं ताकि वे एक मोटर के रूप में कार्य करें; या आप एक ही मैग्नेट ट्रैक में कई फोर्सर लगा सकते हैं और उन्हें लोड रखने वाले कैरिज पर माउंट कर सकते हैं और उन्हें एक मोटर के रूप में मान सकते हैं।

चूंकि हम वास्तविक दुनिया में रहते हैं और परिवर्तन का सटीक मिलान करना असंभव है, इसलिए इस दृष्टिकोण के लिए कुछ प्रतिशत की दक्षता हानि होती है, लेकिन फिर भी यह किसी दिए गए अनुप्रयोग के लिए सर्वोत्तम समग्र समाधान प्रदान कर सकता है।

सिर से सिर
बल के दृष्टिकोण से, रैखिक मोटर रोटरी मोटर/रैखिक एक्ट्यूएटर संयोजनों से कैसे मेल खाते हैं? इसमें एक महत्वपूर्ण बल व्यापार-बंद है, हम एक 4-इंच चौड़ी, आठ-ध्रुव स्लॉटलेस रैखिक मोटर की तुलना 4-इंच चौड़ी स्क्रू-चालित उत्पाद से करते हैं। हमारी आठ-ध्रुव रैखिक मोटर में 40 पाउंड (180 N) का अधिकतम बल और 11 पाउंड (50 N) का निरंतर बल है। NEMA 23 सर्वो मोटर और हमारे स्क्रू-चालित उत्पाद के साथ इसी प्रोफ़ाइल में, अधिकतम अक्षीय भार 200 पाउंड है, इसलिए यदि आप इसे इस तरह से देखते हैं, तो आप मूल रूप से निरंतर बल में 20 गुना कमी देख रहे हैं।

वास्तविक परिणाम स्क्रू पिच, स्क्रू व्यास, मोटर कॉइल और मोटर डिज़ाइन के आधार पर अलग-अलग होंगे, उन्होंने तुरंत ध्यान दिया, और स्क्रू को सहारा देने वाले अक्षीय बीयरिंग द्वारा सीमित हैं। उदाहरण के लिए, कंपनी की 13 इंच चौड़ी आयरन-कोर लीनियर मोटर 6 इंच चौड़े स्क्रू चालित उत्पाद द्वारा प्रदान किए गए 440 पाउंड की तुलना में 1600 पाउंड का अधिकतम अक्षीय बल उत्पन्न कर सकती है, लेकिन दी गई जगह की मात्रा काफी है।

राजनीतिक नारे को शब्दों में कहें तो, यह अनुप्रयोग है, बेवकूफ़। यदि बल घनत्व प्राथमिक चिंता है, तो एक एक्ट्यूएटर शायद सबसे अच्छा विकल्प है। यदि अनुप्रयोग को प्रतिक्रियाशीलता की आवश्यकता है, उदाहरण के लिए एलसीडी निरीक्षण जैसे उच्च परिशुद्धता, उच्च त्वरण अनुप्रयोग में, आवश्यक प्रदर्शन प्राप्त करने के लिए बल के लिए पदचिह्न का व्यापार-बंद सार्थक है।

इसे साफ रखना
विनिर्माण वातावरण में गति नियंत्रण के लिए संदूषण एक प्रमुख मुद्दा है और रैखिक मोटर इसका अपवाद नहीं हैं। मानक रैखिक मोटर डिज़ाइन के साथ एक बड़ा मुद्दा संदूषण के संपर्क में आना है, जैसे कि ठोस कण या नमी। यह 'फ्लैटबेड' डिज़ाइन के लिए सही है और [यू-चैनल] डिज़ाइन के लिए यह कम समस्या है।

समाधान को पूरी तरह से सील करना बहुत कठिन है। आप उच्च-नमी वाले वातावरण में नहीं रहना चाहेंगे। यदि आप वाटर-जेट कटिंग एप्लीकेशन में रैखिक मोटर लगाने जा रहे हैं, तो आपको उस पर सकारात्मक दबाव डालना होगा और सुनिश्चित करना होगा कि यह अच्छी तरह से सुरक्षित है क्योंकि रैखिक मोटर के इलेक्ट्रॉनिक्स क्रियाशीलता के साथ वहीं हैं।

यू-चैनल डिज़ाइन के मामले में, यू को उलटने से चैनल में कणों के प्रवेश की संभावना कम हो सकती है, लेकिन इससे थर्मल प्रबंधन संबंधी समस्याएं पैदा होती हैं जो मैग्नेट रेल के द्रव्यमान को स्थानांतरित करने बनाम बल के द्रव्यमान को स्थानांतरित करने के परिणामस्वरूप प्रदर्शन से समझौता कर सकती हैं। फिर से, यह एक समझौता है और फिर से, अनुप्रयोग उपयोग को संचालित करता है।

यह सिर्फ़ पर्यावरण ही नहीं है जो रैखिक मोटर को प्रभावित कर सकता है — रैखिक मोटर पर्यावरण के साथ समस्याएँ पैदा कर सकती है। रोटरी डिज़ाइन के विपरीत, रैखिक इकाइयों में बड़े चुंबक चुंबकीय रूप से संवेदनशील परिवेश में तबाही मचा सकते हैं, उदाहरण के लिए चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (MRI) मशीनों में। यह धातु काटने जैसे अधिक सामान्य अनुप्रयोग में भी एक समस्या हो सकती है। आपको ये उच्च बल वाले चुंबक मिलते हैं जो इन धातु के चिप्स में से प्रत्येक को चुंबक ट्रैक पर खींचने की कोशिश कर रहे हैं, इसलिए रैखिक मोटर उचित सुरक्षा के बिना उन प्रकार के अनुप्रयोगों में अच्छा प्रदर्शन नहीं करने जा रहे हैं।

उन अनुप्रयोगों के बारे में...
तो रैखिक मोटरों के लिए आवेदन का सबसे अच्छा स्थान कहाँ है? मेट्रोलॉजी, शुरुआत के लिए, सेमीकंडक्टर, एलईडी और एलसीडी विनिर्माण जैसे क्षेत्रों में। बड़े संकेतों की डिजिटल प्रिंटिंग भी एक बढ़ता हुआ बाजार है, जैसा कि बायोमेडिकल क्षेत्र है, और यहां तक ​​कि छोटे भागों के निर्माण में भी, हमारे ग्राहक असेंबली कार्यों के लिए गैंट्री कॉन्फ़िगरेशन में रैखिक मोटरों के जोड़े की व्यवस्था करते हैं। आप जितना संभव हो उतना उत्पाद थ्रूपुट प्राप्त करना चाहते हैं, इसलिए इन मोटरों से आपको मिलने वाली उच्च त्वरण और गति फायदेमंद है। एक चीज जो हम हाल ही में कर रहे हैं वह है ईंधन सेल विनिर्माण; स्टेंसिल कटिंग एक और है।