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무철심 리니어 모터는 반도체 및 전자 응용 분야에서 10년 이상 사용되어 왔지만, 여전히 많은 설계자와 OEM은 이를 틈새시장 제품으로 간주하고 있습니다. 하지만 리니어 모터가 특정 응용 분야에 사용되는 고가의 솔루션이라는 인식은 점차 바뀌고 있으며, 포장, 조립 및 부품 적재 분야에서 볼 스크류를 대체하는 제품으로 리니어 모터를 채택하는 산업이 늘어나고 있습니다. 지난 10년 동안 리니어 모터 기술의 비용은 하락했지만, 리니어 모터와 볼 스크류 중 어떤 것을 선택할지는 해당 응용 분야의 성능 요구 사항과 기계 또는 시스템 수명 동안의 총소유비용(TCO)을 모두 고려해야 합니다. 볼 스크류와 리니어 모터를 비교하고 선택할 때 고려해야 할 몇 가지 주요 사항은 다음과 같습니다.

선형 모터의 탁월한 점

선형 모터는 본질적으로 "펼쳐진" 서보 모터입니다. 영구 자석이 장착된 회전자는 고정부(2차 모터라고도 함)가 되고, 고정자는 가동부(1차 모터 또는 포서라고도 함)가 되며, 코일은 에폭시로 캡슐화됩니다. 선형 모터의 가장 잘 알려진 장점은 가동부가 없다는 점이며, 이로 인해 볼스크류보다 훨씬 높은 위치 정확도와 반복성을 달성할 수 있습니다. 위치 정확도의 또 다른 이점은 인코더입니다. 볼스크류는 일반적으로 위치 피드백을 위해 모터에 장착된 회전 인코더를 사용하는 반면, 선형 모터는 위치 피드백을 위해 자기식 또는 광학식 선형 스케일을 사용합니다. 선형 스케일은 부하에서의 위치를 ​​측정하여 실제 위치를 더욱 정확하게 판독합니다. 매우 정밀한 애플리케이션의 경우, 이러한 더욱 정확한 위치 피드백은 사양을 충족하는 부품과 재작업 또는 폐기가 필요한 부품의 차이를 의미할 수 있습니다.

회전 선형 모터

이전 글에서는 볼 스크류 응용 분야에서 속도와 이동 거리 간의 상충 관계에 대해 논의했습니다. 이는 선형 모터가 이점을 제공하는 또 다른 영역입니다. 선형 모터의 허용 이동 거리는 이론적으로 무제한이며, 선형 베어링, 케이블 관리, 인코더와 같은 시스템의 다른 구성 요소가 최대 이동 거리를 결정합니다. 마찬가지로, 선형 모터의 최대 속도와 가속도는 볼 스크류보다 훨씬 높으며, 다른 시스템 구성 요소의 크기가 이러한 사양을 충족하는 경우 일반적으로 최대 속도 10m/s, 가속도 10g에 달합니다. 시스템의 다른 구성 요소에 따른 제한에도 불구하고, 선형 모터는 긴 이동 거리와 고속이 모두 필요한 응용 분야에서 여전히 볼 스크류보다 우수한 성능을 발휘합니다. 또한 동일한 보조 부품에 독립적으로 구동되는 캐리지(주축)를 사용할 수 있다는 장점도 있습니다. 이는 포장재를 포장 매체에 넣기 전에 압축해야 하는 일부 포장 응용 분야에서 특히 유용합니다(폴리백에 포장된 기저귀를 생각해 보세요).

총 소유 비용 요소

유지보수와 신뢰성은 총소유비용(TCO) 분석에서 중요한 기준이며, 선형 모터는 시스템 수명 동안 여러 가지 이점을 제공합니다. 첫째, 기계적 구동 부품이 없기 때문에 선형 모터 자체에는 유지보수가 필요하지 않습니다. 선형 지지 베어링만 정기적인 윤활이 필요하며, 현재 많은 베어링이 "장기" 윤활 또는 "수명 주기 윤활" 옵션을 제공합니다. 구동 시스템에 구동 부품이 없기 때문에 시간이 지남에 따라 마모되어 교체해야 하는 구름 요소, 베어링 레이스웨이 또는 씰이 없으므로 신뢰성도 향상됩니다.

모든 선형 시스템에서는 환경과 씰 및 보호 커버의 필요성을 고려하는 것이 중요합니다. 선형 모터도 예외는 아닙니다. 기존의 볼 스크류 어셈블리보다 밀폐 및 보호가 더 어려울 수 있기 때문입니다. 그러나 많은 경우, 선형 베어링이 작업 환경에 맞게 적절하게 밀봉되어 있다면 선형 모터는 볼 스크류보다 더 강한 오염을 견딜 수 있습니다.

선형 모터의 경우, 더 중요한 환경 요인은 온도입니다. 무철심 선형 모터의 코일을 캡슐화하는 데 사용되는 에폭시는 열을 쉽게 방출하지 않으므로, 모터와 장착 구조 모두에 적합한 작동 온도를 유지하기 위해 강제 공기 또는 물을 이용한 냉각이 필요할 수 있습니다. 일부 제조업체는 방열 성능이 뛰어난 에폭시를 사용하지만, 모터의 열 방출량과 온도가 모터의 가용 동력에 미치는 영향을 확인하는 것이 중요합니다.

점점 더 많은 산업과 응용 분야에서 긴 이동 거리, 고속, 그리고 높은 위치 정확도를 요구하고 있습니다. 많은 유형의 리니어 시스템이 이 세 가지 기준 중 두 가지를 충족할 수 있지만, 리니어 모터는 이 세 가지를 모두 타협 없이 제공할 수 있는 유일한 기술입니다. 처리량과 총소유비용(TCO)이 기술 선택의 결정적인 요소가 됨에 따라, 설계자와 OEM은 리니어 모터 기술에 더욱 익숙해지고 있으며, 벨트, 랙 앤 피니언, 심지어 볼 스크류와 더불어 리니어 모터 기술이 "틈새 시장"에서 주류 시장으로 도약하는 데 기여하고 있습니다.