線形モーターは、優れた推力力と非常に高い位置付け精度を備えた高い加速度と長い移動長さを達成できますが、ベルト、ネジ、またはラックやピニオンなどの他のドライブメカニズムは、これらの要件の少なくとも1つを犠牲にしなければなりません。その他。これが、線形モーターが、メトロロジーや半導体製造などの非常に動的なアプリケーションに好ましい選択である理由です。

実際、パフォーマンス仕様に基づいて、線形モーターは、線形モーションアプリケーションでよく見られる競合する要件に対処するための完璧なソリューションのようです。しかし、それは「なぜ線形モーターズがより広く採用されていないのか」という質問をもたらします。

線形モーターの採用率が、ベルト、ネジ、ラック、ピニオンドライブなど、他のドライブテクノロジーにまだ遅れている理由を理解するために、線形モーターデザインの利点と欠点のいくつかを見てみましょう。

熱生成と散逸

ロータリーであろうと線形であろうと、モーターをサイジングして選択する場合、主要な考慮事項の1つは熱です。実際、特定のモータードライブの組み合わせの連続的および断続的な動作範囲を表すトルク（または力）と速度曲線は、指定された動作条件下で熱を放散するモーターの能力に基づいています。

モーター巻線を含むforcerに負荷が取り付けられるため、熱の生成は、回転モーターよりも線形モーターの方がさらに問題になる可能性があります。 （一部の線形モーター設計では、荷重はマグネットトラックに取り付けることができますが、これは短いストロークでのみ実現可能です。）鉄のない線形モーターでは、巻線がエポキシでカプセル化されています。鉄やアルミニウムなどの金属。

これは、熱が荷重と周囲の成分に容易に伝達され、熱の膨張、分解、または極端な場合には損傷または故障を引き起こすことを意味します。負荷が影響を受けていなくても、熱の蓄積により、モーターの連続力出力が減少する可能性があります。これと戦うためには、一部のアプリケーションでは、強制的な空気または液体冷却が必要であり、コスト、足跡、複雑さが増加します。

汚染からの保護

オープンなデザインと露出した磁石のため、平らな鉄のコア線形モーターとUチャネルの鉄のないデザインは、汚染から保護するのが難しい場合があります。支持線形ガイドは、さまざまな既製のシールやスクレーパーで保護できますが、線形モーターの露出した磁石は、機械加工操作または単に製造および工場環境でよく見られる空中汚染から鉄粒子を引き付けることができます。また、液体汚染は、敏感な電子機器を損傷したり、フィードバックシステムを妨害したりする可能性があります。

もちろん、カバーと外部構造は汚染から保護するように設計することができますが、モーターが熱を放散することをより困難にすることができ、上記の熱関連の問題を悪化させます。

振動と振動を補う

線形モーターソリューションの主要なセールスポイントの1つは、モーターと荷重の間のネジ、ベルト、ギアボックス、カップリングなど、機械的な電力伝送コンポーネントの必要性を排除することです。これは、線形モーターがバックラッシュ、ウィンドップ、コンプライアンスの影響に悩まされないことを意味します。これは、非常に高い位置付け精度を達成し、非常にダイナミックな動きを実行し、迅速な加速と減速速度を実行する能力の主要な要因です。

しかし、機械的伝送成分は、動きからの反応や負荷の動きによって誘発される振動など、振動や減衰障害の減衰機構を提供することにより、モーションシステムで有益です。そして、この「組み込みの」減衰効果がなければ、振動と振動は、線形モーターが望ましいポジショニングの精度または沈降時間を達成するのを防ぐことができます。

これらの減衰されていない振動と振動の効果に対応し、補正できるようにするために、線形モーターシステムは、多くの場合、より高い周波数速度、位置、電流（力）制御ループ、およびより高い電流ループ帯域幅を必要とします。位置フィードバックシステム（通常は光学または磁気線形エンコーダー）も、コントローラーがモーターと荷重の位置をより正確に追跡できるように、より高い解像度を持つ必要があります。マシンフレームまたはサポート構造でさえ、衝撃や振動に比較的挿入され、線形モーターによって生成された力に耐えるのに十分な硬い（高い固定周波数を持つ）する必要があります。

言い換えれば、振動や障害を補うのに役立つコンポーネントが少ないため、フィードバックと制御ループは、システムが動的で高精度のパフォーマンスを実現するために、より速く、より正確に通信できる必要があります。

先行コストと総所有コスト

そして最後に、線形モーターの広範な採用に対する重要な制限要因の1つは、引き続き先のコストです。一部のアプリケーションでは、従来のベルト、ネジ、またはピニオンソリューションの線形モーターソリューションのより低い総所有権（TCO）を示す比較がたくさんありますが、線形モーターシステムの前払いコストは依然として障壁です制約された予算内でパフォーマンス仕様を満たすことを任されているエンジニアとデザイナーの採用。適切なケース：非常に長い移動長のアプリケーション（線形モーターソリューションが優れているエリアの1つ）の場合、磁石のコストと高解像度の線形エンコーダーが旅行要件を満たすためのコストは、線形モーターソリューションを考慮して価格設定できます。

非伝統的なアプリケーションは、線形モーター採用率の成長を促進します

熱生成、汚染からの保護、高帯域幅コントロール、およびコストによってもたらされる潜在的な困難にもかかわらず、線形モーターの採用率は増加しています。かつて半導体、メトロロジー、および頑丈な機械加工アプリケーションのニッチソリューションとして見られていた鉄のコア、アイアンレス、および管状の線形モーターは、自動車、食品、パッケージ、印刷アプリケーションで使用されています。要求としての精度要件ですが、コンポーネントが少なく、ダウンタイムの短縮、スループットの利点が追加のコストと設計上の考慮事項を正当化する場合。