Γιατί η γραμμικότητα και η λειτουργία χωρίς υστερέση είναι τα καθοριστικά πλεονεκτήματα των κινητήρων φωνητικής τροχιάς για την κρίσιμη τοποθέτηση;
Όταν απαιτείται έλεγχος της κίνησης σε εφαρμογές όπου ακόμη και σφάλματα σε επίπεδο μικρών είναι απαράδεκτα, όπως η εστίαση φακών στην ιατρική απεικόνιση, η τοποθέτηση πλακών στη λιθογραφία,Η επιλογή του ενεργοποιητή είναι πολύ περιορισμένη.Ο κινητήρας φωνητικής τροχιάς (VCM) εμφανίζεται συνεχώς ως η προτιμώμενη λύση λόγω δύο χαρακτηριστικών: εξαιρετικής γραμμικότητας και λειτουργίας χωρίς υστερέση.Το κρίσιμο ερώτημα για τους ενοποιητές συστημάτων είναι: Πώς αυτές οι ιδιότητες VCM μεταφράζονται σε ανταγωνιστικό πλεονέκτημα έναντι των ενεργοποιητών που βασίζονται σε τροχούς βίδας ή παραδοσιακούς σταπτικούς κινητήρες;
Η πρωταρχική δύναμη του VCM έγκειται στην εγγενή γραμμικότητά του.Επειδή το VCM βασίζεται στον νόμο της δύναμης του Lorentz, είναι εγγενώς γραμμικό, υπό την προϋπόθεση ότι το μαγνητικό πεδίο είναι ομοιόμορφο σε ολόκληρη τη ροή.που συχνά βασίζονται σε πολύπλοκα μαγνητικά αποτελέσματα κορεσμού ή απροθυμίας, όπου η ροπή μπορεί να ποικίλει μη γραμμικά με την ταχύτητα ή τη θέση.
Αυτή η εγγενής γραμμική απόδοση απλοποιεί δραματικά τον αλγόριθμο ελέγχου του κινητήρα.Ο απλός έλεγχος μεταφράζεται σε ταχύτερους χρόνους κύκλου servo και πιο ισχυρή απόδοση χωρίς την ανάγκη εκτεταμένης χαρτογράφησης ή πίνακες αναζήτησηςΕπιπλέον, επειδή η σχέση είναι γραμμική, οι μικροσκοπικές αλλαγές στο ρεύμα εισόδου οδηγούν σε προβλέψιμες, ελεγχόμενες αλλαγές ισχύος.Αυτό επιτρέπει στο σύστημα servo να παράγει πολύ χαμηλές δυνάμεις για λεπτές ρυθμίσεις και πολύ υψηλές δυνάμεις για ταχεία επιτάχυνση, όλα χρησιμοποιώντας την ίδια γραμμική κλίμακα ελέγχου, με αποτέλεσμα την ανώτερη ανάλυση δύναμης και την ικανότητα να διοικεί υπομικρονικά βήματα με αξιοπιστία.
Τα VCM επωφελούνται επίσης από μηδενική μεταστροφή.Αυτό εξαλείφει την κυματισμό ροπής, τριβή, και ηλεκτρικό θόρυβο εγγενές στην μετατροπή, εξασφαλίζοντας ότι η παραγόμενη δύναμη είναι καθαρή και καθαρή, η οποία είναι κρίσιμη για ομαλές κινήσεις χαμηλής ταχύτητας που είναι απαραίτητες για τα συστήματα απεικόνισης.
Το δεύτερο ισχυρό πλεονέκτημα είναι η λειτουργία χωρίς υστερέζη. it means that reaching a target position from one direction may require a slightly different current or yield a slightly different final position than reaching the same target from the opposite directionΗ υστερέση είναι ο απόλυτος εχθρός της ακρίβειας.
Η υστερέση στους περισσότερους μηχανικούς ενεργοποιητές προκύπτει από τριβή (τριβή κλωστού-γλιστρού σε ρουλεμάν, βίδες μολύβδου ή οδηγούς) και αντίδραση (ελεύθερο παιχνίδι ή διαχωρισμός σε γρανάζες).Το VCM είναι ειδικά σχεδιασμένο για την εξάλειψη αυτών των πηγώνΗ παραγωγή δύναμης είναι εξ ολοκλήρου ηλεκτρομαγνητική και χωρίς επαφή, εξαλείφοντας την τριβή και την αντίδραση μέσα στον ίδιο τον κινητήρα.το κινούμενο σπείρωμα συχνά αναστέλλεται χρησιμοποιώντας μη-συναντητικά ρυμουλκούμενα αέρα ή ρυμουλκούμενα κάμψης υψηλής συμμόρφωσης (μηχανικά ελατήρια)Αυτοί οι μηχανισμοί αναστολής έχουν σχεδιαστεί για να καθοδηγούν την κίνηση του σπείρου με σχεδόν μηδενική τριβή και χωρίς μηχανική αντίδραση, εξασφαλίζοντας ότι το σύστημα είναι αποτελεσματικά χωρίς υστερέζη.
Επιπλέον, πολλά VCM υψηλών επιδόσεων δεν έχουν πυρήνα, πράγμα που σημαίνει ότι δεν έχουν σίδηρο στην συναρμολόγηση κινητού σπείρου.Αυτό εξαλείφει τη μαγνητική απροθυμία και τα αποτελέσματα κορεσμού που προκαλούν μαγνητική υστερέση σε κινητήρες σιδηρουργικού πυρήναΗ καθαρή επίδραση είναι ότι για κάθε δεδομένο ρεύμα εισόδου, το VCM θα παράγει ακριβώς την ίδια δύναμη και έτσι θα φτάσει στην ίδια ακριβώς θέση,ανεξάρτητα από το αν το σύστημα προηγουμένως κινούνταν αριστερά ή δεξιάΑυτή η προβλεψιμότητα βελτιώνει δραματικά την ακρίβεια του συστήματος σέρβο κλειστού κυκλώματος.επιτρέποντάς του να κλειδώσει σε μια θέση στόχου γρηγορότερα και με μεγαλύτερη μακροπρόθεσμη σταθερότητα από οποιονδήποτε κινητήρα που πάσχει από μηχανική ή μαγνητική υστερέζη.
Ως εκ τούτου, για την κρίσιμη τοποθέτηση, η γραμμικότητα απλοποιεί το σύστημα ελέγχου και βελτιώνει την ανάλυση, ενώ η λειτουργία χωρίς υστερέση εξασφαλίζει την απόλυτη και επαναληπτή θέση που επιτυγχάνεται,ανεξάρτητα από την πορεία κίνησηςΑυτά τα δύο χαρακτηριστικά ενισχύουν το καθεστώς του VCM ως τον οριστικό κινητήρα για τον έλεγχο της κίνησης που απαιτεί τα υψηλότερα επίπεδα απόλυτης ακρίβειας και επαναληψιμότητας.