रैखिक मोटरें उच्च त्वरण दर और लंबी यात्रा लंबाई को अच्छे थ्रस्ट बलों और अत्यधिक उच्च स्थिति निर्धारण सटीकता के साथ प्राप्त कर सकती हैं, जबकि अन्य ड्राइव तंत्र, जैसे बेल्ट, स्क्रू, या रैक और पिनियन, को अन्य आवश्यकताओं को प्राप्त करने के लिए इनमें से कम से कम एक आवश्यकता का त्याग करना होगा। यही कारण है कि रैखिक मोटरें अत्यधिक गतिशील अनुप्रयोगों जैसे कि मेट्रोलॉजी और सेमीकंडक्टर विनिर्माण के लिए पसंदीदा विकल्प हैं।

वास्तव में, उनके प्रदर्शन विनिर्देशों के आधार पर, रैखिक मोटरें रैखिक गति अनुप्रयोगों में अक्सर पाई जाने वाली प्रतिस्पर्धी आवश्यकताओं को संबोधित करने के लिए एकदम सही समाधान प्रतीत होती हैं। लेकिन इससे यह सवाल उठता है, "रैखिक मोटरों को अधिक व्यापक रूप से क्यों नहीं अपनाया जाता है?"

यह समझने के लिए कि रैखिक मोटरों की अपनाने की दर अभी भी अन्य ड्राइव प्रौद्योगिकियों - जैसे बेल्ट, स्क्रू, या रैक और पिनियन ड्राइव - से पीछे क्यों है, आइए रैखिक मोटर डिजाइनों के कुछ लाभ और कमियों पर नजर डालते हैं।

ऊष्मा उत्पादन और अपव्यय

मोटर का आकार तय करते और चुनते समय - चाहे वह रोटरी हो या रैखिक - प्राथमिक विचारों में से एक गर्मी है। वास्तव में, टॉर्क (या बल) बनाम गति वक्र, जो किसी दिए गए मोटर-ड्राइव संयोजन के लिए निरंतर और आंतरायिक ऑपरेटिंग रेंज को दर्शाते हैं, निर्दिष्ट ऑपरेटिंग स्थितियों के तहत गर्मी को नष्ट करने की मोटर की क्षमता पर आधारित होते हैं।

रोटरी मोटरों की तुलना में रैखिक मोटरों के लिए ऊष्मा उत्पादन और भी अधिक समस्याजनक हो सकता है, क्योंकि लोड को फोर्सर पर लगाया जाता है, जिसमें मोटर वाइंडिंग होती है। (कुछ रैखिक मोटर डिज़ाइनों में, लोड को मैग्नेट ट्रैक पर लगाया जा सकता है, हालाँकि यह केवल छोटे स्ट्रोक के लिए ही संभव हो सकता है।) और आयरनलेस रैखिक मोटरों में, वाइंडिंग को एपॉक्सी में समाहित किया जाता है, जो लोहे या एल्युमिनियम जैसी धातुओं की तरह आसानी से गर्मी को नष्ट नहीं करता है।

इसका मतलब यह है कि गर्मी आसानी से लोड और आस-पास के घटकों में स्थानांतरित हो जाती है, जिससे थर्मल विस्तार, गिरावट या, चरम मामलों में, क्षति या विफलता होती है। भले ही लोड अप्रभावित हो, गर्मी का निर्माण मोटर के निरंतर बल उत्पादन को कम कर सकता है। इससे निपटने के लिए, कुछ अनुप्रयोगों में जबरन हवा या तरल शीतलन की आवश्यकता होती है, जिससे लागत, पदचिह्न और जटिलता बढ़ जाती है।

संदूषण से सुरक्षा

उनके खुले डिजाइन और उजागर चुंबकों के कारण, फ्लैट, आयरन कोर रैखिक मोटर और यू-चैनल आयरनलेस डिजाइन को संदूषण से बचाना मुश्किल हो सकता है। जबकि सहायक रैखिक गाइड को विभिन्न ऑफ-द-शेल्फ सील और स्क्रैपर्स के साथ संरक्षित किया जा सकता है, एक रैखिक मोटर के उजागर चुंबक मशीनिंग संचालन से लौह कणों को आकर्षित कर सकते हैं या बस विनिर्माण और कारखाने के वातावरण में अक्सर पाए जाने वाले वायुजनित संदूषण से। और तरल संदूषण संवेदनशील इलेक्ट्रॉनिक्स को नुकसान पहुंचा सकता है या फीडबैक सिस्टम में हस्तक्षेप कर सकता है।

बेशक, आवरण और बाह्य संरचनाओं को संदूषण से बचाने के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है, लेकिन वे मोटर के लिए गर्मी को नष्ट करना अधिक कठिन बना सकते हैं, जिससे ऊपर वर्णित गर्मी से संबंधित समस्याएं और बढ़ सकती हैं।

कंपन और दोलनों की क्षतिपूर्ति

रैखिक मोटर समाधान के मुख्य विक्रय बिंदुओं में से एक यह है कि यह मोटर और लोड के बीच यांत्रिक शक्ति संचरण घटकों - जैसे स्क्रू, बेल्ट, गियरबॉक्स और कपलिंग - की आवश्यकता को समाप्त करता है। इसका मतलब यह है कि रैखिक मोटर बैकलैश, विंडअप और अनुपालन के प्रभावों से ग्रस्त नहीं होते हैं, जो बहुत उच्च स्थिति सटीकता प्राप्त करने और त्वरित त्वरण और मंदी दरों के साथ अत्यधिक गतिशील चालों को निष्पादित करने की उनकी क्षमता में एक प्रमुख कारक है।

लेकिन यांत्रिक संचरण घटक दोलनों के लिए एक अवमंदन तंत्र प्रदान करके तथा मशीनिंग बलों से होने वाली प्रतिक्रियाओं या भार की गति से प्रेरित कंपन जैसी गड़बड़ियों को कम करके गति प्रणाली में लाभकारी हो सकते हैं। और इस “अंतर्निहित” अवमंदन प्रभाव के बिना, दोलन और कंपन रैखिक मोटरों को वांछित स्थिति सटीकता या सेटलमेंट समय प्राप्त करने से रोक सकते हैं।

यह सुनिश्चित करने के लिए कि सिस्टम इन अवमंदित कंपनों और दोलनों के प्रभावों पर प्रतिक्रिया कर सकता है और उनके लिए सुधार कर सकता है, रैखिक मोटर प्रणालियों को अक्सर उच्च आवृत्ति वेग, स्थिति और धारा (बल) नियंत्रण लूप और उच्च धारा लूप बैंडविड्थ की आवश्यकता होती है। स्थिति प्रतिक्रिया प्रणाली - आम तौर पर एक ऑप्टिकल या चुंबकीय रैखिक एनकोडर - को भी उच्च रिज़ॉल्यूशन की आवश्यकता होती है ताकि नियंत्रक मोटर और लोड की स्थिति को अधिक सटीक रूप से ट्रैक कर सके। यहां तक ​​कि मशीन फ्रेम या सहायक संरचना को भी पर्याप्त रूप से कठोर (उच्च प्राकृतिक आवृत्ति के साथ) बनाया जाना चाहिए ताकि झटके और कंपन के प्रति अपेक्षाकृत असंवेदनशील बने रहें और रैखिक मोटर द्वारा उत्पन्न बलों का सामना कर सकें।

दूसरे शब्दों में, चूंकि कंपन और गड़बड़ी की क्षतिपूर्ति करने में मदद करने वाले घटक कम हैं, इसलिए फीडबैक और नियंत्रण लूप को तेजी से और अधिक सटीकता से संचार करने में सक्षम होना चाहिए ताकि सिस्टम गतिशील, उच्च-सटीकता वाला प्रदर्शन प्राप्त कर सके।

प्रारंभिक लागत बनाम स्वामित्व की कुल लागत

और अंत में, रैखिक मोटरों को व्यापक रूप से अपनाने में एक मुख्य सीमित कारक अभी भी अग्रिम लागत है। हालाँकि तुलनाएँ बहुत हैं जो कुछ अनुप्रयोगों में पारंपरिक बेल्ट, स्क्रू या रैक और पिनियन समाधानों की तुलना में रैखिक मोटर समाधानों की कम कुल-स्वामित्व-लागत (TCO) को प्रदर्शित करती हैं, एक रैखिक मोटर प्रणाली की अग्रिम लागत अभी भी उन इंजीनियरों और डिजाइनरों के लिए अपनाने में बाधा है जिन्हें एक सीमित बजट के भीतर प्रदर्शन विनिर्देशों को पूरा करने का काम सौंपा गया है। उदाहरण के लिए: बहुत लंबी यात्रा लंबाई वाले अनुप्रयोगों के लिए - उन क्षेत्रों में से एक जहाँ रैखिक मोटर समाधान उत्कृष्ट हैं - यात्रा आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए मैग्नेट और उच्च-रिज़ॉल्यूशन रैखिक एनकोडर की लागत एक रैखिक मोटर समाधान की कीमत को विचार से बाहर कर सकती है।

गैर-पारंपरिक अनुप्रयोगों से रैखिक मोटर अपनाने की दरों में वृद्धि हुई

गर्मी उत्पादन, संदूषण से सुरक्षा, उच्च बैंडविड्थ नियंत्रण और लागत से उत्पन्न संभावित कठिनाइयों के बावजूद, रैखिक मोटरों को अपनाने की दर बढ़ रही है। कभी सेमीकंडक्टर, मेट्रोलॉजी और हेवी-ड्यूटी मशीनिंग अनुप्रयोगों के लिए विशिष्ट समाधान के रूप में देखे जाने वाले आयरन कोर, आयरनलेस और ट्यूबलर रैखिक मोटरों का उपयोग अब ऑटोमोटिव, खाद्य और पैकेजिंग और प्रिंटिंग अनुप्रयोगों में किया जाता है, जहाँ कदम उतने चुनौतीपूर्ण नहीं हो सकते हैं या सटीकता की आवश्यकताएँ उतनी मांग वाली नहीं हो सकती हैं, लेकिन जहाँ कम घटकों, कम डाउनटाइम और उच्च थ्रूपुट के लाभ अतिरिक्त लागत और डिज़ाइन संबंधी विचारों को उचित ठहराते हैं।