Лінійні двигуни можуть досягти високих швидкостей прискорення та довгих довжин подорожей з хорошими силами тяги та надзвичайно високою точністю позиціонування, тоді інші. Ось чому лінійні двигуни є кращим вибором для дуже динамічних застосувань, таких як метрологія та виробництво напівпровідників.

Насправді, виходячи з їх специфікацій продуктивності, лінійні двигуни, здається, є ідеальним рішенням для вирішення конкуруючих вимог, які часто зустрічаються в лінійних програмах руху. Але це викликає питання: "Чому лінійні двигуни не більш широко прийняті?"

Щоб зрозуміти, чому швидкість прийняття лінійних двигунів все ще відстає від інших технологій приводу - таких як ремені, гвинти або накопичувачі стійки та шестерів - давайте розглянемо деякі переваги та недоліки лінійних конструкцій двигуна.

Генерування тепла та розсіювання

При розмірі та виборі двигуна - будь то поворотне чи лінійне - одна з первинних міркувань - це тепло. Насправді крутний момент (або сила) проти кривих швидкості, які зображують безперервні та переривчасті діапазони роботи для заданої комбінації рухового приводу, ґрунтуються на здатності двигуна розсіювати тепло в умовах експлуатації.

Генерація тепла може бути ще більш проблематичною для лінійних двигунів, ніж для обертових двигунів, оскільки навантаження встановлюється на корчму, який містить обмотки двигуна. (У деяких лінійних конструкціях двигуна навантаження може бути встановлене на магнітну доріжку, хоча це може бути здійснено лише для коротких ударів.) І в лінійних двигунах без заліза, обмотки інкапсульовані в епоксидному, що не розсіює тепло так легко, як легко Метали, такі як залізо або алюміній.

Це означає, що тепло легко переноситься на навантаження та навколишні компоненти, що спричиняє теплову розширення, деградацію або, в крайніх випадках, пошкодження або збої. Навіть якщо навантаження не впливає, накопичення тепла може зменшити безперервну силу двигуна. Для боротьби з цим деякі додатки потребують примусового повітря або рідкого охолодження, що збільшує вартість, слід та складність.

Захист від забруднення

Завдяки їх відкритій конструкції та оголених магнітах, плоскі, лінійні двигуни з залізного ядра та конструкції U-Channel без заліза важко захистити від забруднення. Незважаючи на те, що підтримуючі лінійні путівники можуть бути захищені різними ущільнювальними ущільнювачами та скребками, оголені магніти лінійного двигуна можуть залучати чорні частинки з операцій з обробкою або просто із забруднення повітря, яке часто зустрічається у виробничих та заводських умовах. І забруднення рідини може пошкодити чутливу електроніку або заважати системам зворотного зв'язку.

Звичайно, обкладинки та зовнішні структури можуть бути розроблені для захисту від забруднення, але вони можуть ускладнити розсіювання тепла, посилюючи проблеми, пов’язані з теплом, описані вище.

Компенсуючи вібрацію та коливання

Однією з ключових точок продажу лінійного рішення двигуна є те, що він усуває необхідність компонентів механічної потужності передачі - наприклад, як гвинти, ремені, коробки передач та муфти - між двигуном та навантаженням. Це означає, що лінійні двигуни не страждають від наслідків люфти, вінп та відповідності, що є головним фактором їх здатності досягти дуже високої точної позиції та виконувати дуже динамічні рухи, з швидкими показниками прискорення та уповільнення.

Але компоненти механічної передачі можуть бути корисними в системі руху, забезпечуючи механізм демпфування коливань та ослаблення порушень, таких як реакції від обробки сил або вібрацій, спричинених рухом навантаження. І без цього «вбудованого» демпфування, коливання та вібрації можуть запобігти лінійним двигунам досягти бажаної точності позиціонування або врегулювання часу.

Для того, щоб система може реагувати на та здійснювати корекції для впливу цих непорушених коливань та коливань, лінійні рухові системи часто потребують більш високої швидкості частоти, положення та струму (силою) контрольних циклів та пропускної здатності більш високої струму. Система зворотного зв'язку положення - як правило, оптичний або магнітний лінійний кодер - також повинна мати більш високу роздільну здатність, щоб контролер міг більш точно відстежувати положення двигуна та навантаження. Навіть машинна рама або опорна конструкція повинні бути досить жорсткими (з високою природною частотою), щоб залишатися відносно поштовхом до ударів та вібрацій та витримати сили, що утворюються лінійним двигуном.

Іншими словами, оскільки існує менше компонентів, які допоможуть компенсувати вібрації та порушення, зворотній зв'язок та контрольні петлі повинні мати можливість швидше та точніше спілкуватися для досягнення динамічних, високих точних показників.

Попередня вартість проти загальної вартості власності

І нарешті, одним із ключових обмежувальних факторів широкого прийняття лінійних двигунів продовжує залишатися наперед. Хоча порівняння, що демонструють меншу загальну вартість власності (TCO) лінійних розчинів двигуна через традиційні розчини ременя, гвинта або стійки та шестерня в деяких програм Прийняття для інженерів та дизайнерів, які мають завдання виконати специфікації ефективності в рамках обмеженого бюджету. Справа в суті: Для додатків з дуже довгими довжиною подорожі-однією з областей, де лінійні рішення двигуна досконалі-вартість магнітів та лінійних кодерів з високою роздільною здатністю для задоволення вимог до подорожей може цінувати лінійне рішення двигуна з розгляду.

Нетрадиційні програми сприяють зростанню лінійних швидкостей прийняття двигуна

Незважаючи на потенційні труднощі, спричинені генерацією тепла, захистом від забруднення, контролем високої пропускної здатності та витратами, рівень прийняття лінійних двигунів зростає. Після того, як нішеві рішення для напівпровідників, метрології та важких обробних програм, заліза, без ірину та трубчасті лінійні двигуни зараз використовуються в автомобільних, продуктах харчування та упаковці та друкарні, де ходи можуть бути не такими складними або в Вимоги до точності як вимогливих, але там, де переваги меншої кількості компонентів, менших простоїв та вищої пропускної здатності виправдовують додаткові витрати та дизайнерські міркування.