چرا خطی بودن و عملیات بدون هیسترز مزایای تعیین کننده موتورهای کویل صوتی برای موقعیت گذاری بحرانی هستند؟
هنگامی که کنترل حرکت در کاربردهایی مورد نیاز است که حتی خطاهای سطح میکروونی قابل قبول نیستند، مانند تمرکز لنز در تصویربرداری پزشکی، موقعیت دادن وافره ها در لیتوگرافی،یا کنترل رباتیک جراحی، انتخاب عامل به شدت محدود است.موتور کویل صوتی (VCM) به طور مداوم به عنوان راه حل مورد نظر به دلیل دو ویژگی تعریف کننده: خطی بودن استثنایی و عملکرد بدون هیستریز ظاهر می شود.سوال مهم برای یکپارچه سازان سیستم این است: چگونه این خواص VCM به یک مزیت رقابتی نسبت به محرک های مبتنی بر محرک پیچ یا موتورهای سنتی مرحله ای تبدیل می شوند؟
قدرت اصلی VCM در خطی بودن ذاتی آن است. خطی بودن در یک موتور به این معنی است که نیروی خروجی به طور مستقیم و متناسب با جریان ورودی مرتبط است.چون VCM بر اساس قانون نیروی لورنتز است، آن را به طور ذاتی خطی است، با این شرط که میدان مغناطیسی در سراسر محرک یکسان است. این در تضاد شدید با موتورهای روتاری سنتی،که اغلب به اثرات پیچیده اشباع مغناطیسی یا عدم تمایل متکی هستند که در آن خروجی گشتاور ممکن است با سرعت یا موقعیت غیر خطی متفاوت باشد.
این عملکرد خطی ذاتی الگوریتم کنترل موتور را به طور چشمگیری ساده می کند. تغییر در جریان ورودی به طور دقیق نیروی حاصل را پیش بینی می کند.کنترل ساده به زمان حلقه سرو سریعتر و عملکرد قوی تر بدون نیاز به نقشه برداری گسترده یا جداول جستجو تبدیل می شودعلاوه بر این، از آنجا که رابطه خطی است، تغییرات کوچک در جریان ورودی منجر به تغییرات قابل پیش بینی و کنترل شده در نیروی می شود.این اجازه می دهد تا سیستم سرو برای تولید نیروهای بسیار کم برای تنظیمات دقیق و نیروهای بسیار بالا برای شتاب سریع، همه با استفاده از همان مقیاس کنترل خطی، که منجر به وضوح نیروی برتر و توانایی فرمان دادن به مراحل زیر میکروونی می شود.
VCM همچنین از سوئیچ صفر بهره مند می شود. بر خلاف موتورهای DC برش شده، VCM ها به طور معمول دستگاه های بدون سوئیچ هستند، به این معنی که هیچ سوئیچ فیزیکی یا الکترونیکی در طول حرکت مورد نیاز نیست.این باعث حذف موج چرخش می شود، اصطکاک و سر و صدای الکتریکی ذاتی در تغییر، اطمینان از نیروی تولید شده خالص و تمیز است، که برای حرکات صاف و با سرعت پایین لازم برای سیستم های تصویربرداری ضروری است.
دومین مزیت قدرتمند عملکرد بدون هیستریز است. هیستریز به وابستگی خروجی یک سیستم به حالت قبلی آن اشاره دارد. در کنترل حرکت، 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 directionهیستریز دشمن نهایی دقت است.
هیسترز در اکثر محرک های مکانیکی ناشی از اصطکاک (تلاطم چوبی در اثر لغزیدن در حالی که در حالی که در حالی که در حال حرکت در حال حرکت است) و واکنش (بازی آزاد یا تمیز کردن در قطارهای دنده) است.VCM به طور خاص برای حذف این منابع طراحی شده است. تولید نیروی کاملا الکترومغناطیسی و بدون تماس است، به طور ذاتی از بین بردن اصطکاک و واکنش در داخل موتور خود را. برای بالاترین دقت برنامه های کاربردی VCM،اسپری متحرک اغلب با استفاده از لوله های هوا بدون تماس یا لوله های انعطاف پذیری بسیار سازگار (فروشگاه های مکانیکی) تعلیق می شوداین مکانیسم های تعلیق طراحی شده اند تا حرکت کویل را با اصطکاک نزدیک به صفر و بدون واکنش مکانیکی هدایت کنند، اطمینان حاصل شود که سیستم به طور موثر بدون هیستریز است.
علاوه بر این، بسیاری از VCM های با عملکرد بالا بدون هسته هستند، به این معنی که آنها هیچ آهن در مونتاژ کویل متحرک ندارند.این حذف عدم تمایل مغناطیسی و اشباع اثرات است که باعث هیسترز مغناطیسی در موتورهای آهن هستهاثر خالص این است که برای هر جریان ورودی داده شده، VCM دقیقا همان نیروی را تولید می کند و بنابراین دقیقا به همان موقعیت می رسد،بدون توجه به اینکه سیستم قبلا به سمت چپ یا راست حرکت می کرداین قابلیت پیش بینی به طور چشمگیری دقت سیستم سرو حلقه بسته را بهبود می بخشد.اجازه می دهد تا آن را به قفل در یک موقعیت هدف سریعتر و با ثبات طولانی مدت بیشتر از هر موتور مبتلا به هیستریز مکانیکی یا مغناطیسی.
بنابراین برای موقعیت گذاری بحرانی، خطیت سیستم کنترل را ساده می کند و وضوح را افزایش می دهد، در حالی که عملیات بدون هیستریز تضمین می کند که موقعیت به دست آمده مطلق و قابل تکرار است،بدون توجه به مسیر حرکتاین دو ویژگی وضعیت VCM را به عنوان محرک نهایی برای کنترل حرکت که نیاز به بالاترین سطح دقت و تکرار مطلق دارد، تقویت می کند.