왜 선형성과 히스테리세스 없는 동작이 중요한 위치 설정에 대한 음성 코일 모터의 결정적인 장점인가?
의료 영상 촬영에서 렌즈 중점화, 리토그래피에서 웨이퍼 위치를 설정하는 것과 같은 마이크로 레벨의 오류도 허용되지 않는 응용 프로그램에서 모션 제어가 필요할 때또는 수술용 로봇을 제어하는 경우음성 코일 모터 (VCM) 는 두 가지 정의 특징: 예외적인 선형성 및 히스테레시 자유 작동으로 인해 지속적으로 선호되는 솔루션으로 나타납니다.시스템 통합자들에 대한 중요한 질문은: 어떻게 이러한 VCM 특성이 스크루 드라이브 또는 전통적인 스테퍼 모터에 기반한 액추에이터에 대한 경쟁 우위를 나타냅니다?
VCM의 주요 강점은 고유 한 선형성입니다. 모터에서 선형성은 출력 힘이 입력 전류와 직접적이고 비례적으로 관련이 있다는 것을 의미합니다.왜냐하면 VCM은 로렌츠 힘 법칙에 기반하고 있기 때문입니다., 그것은 본래 선형이며, 자기장이 전체 스코어에서 균일하다는 조건에서입니다. 이것은 전통적인 회전 모터와 확연하게 대조됩니다.종종 복잡한 자기 포화 또는 거부감 효과에 의존하여 속도 또는 위치에 따라 출동 토크가 비선형적으로 변할 수 있습니다..
이 선형 성능은 엔진의 제어 알고리즘을 극적으로 단순화시킵니다. 입력 전류의 변화는 결과되는 힘을 정확하게 예측합니다.간단한 제어로 더 빠른 세르보 루프 시간 및 광범위한 지도 또는 검색 테이블의 필요없이 더 강력한 성능을 얻을 수 있습니다또한, 관계가 선형이기 때문에, 입력 전류의 작은 변화는 예측 가능하고 통제 가능한 힘의 변화를 초래합니다.이것은 세밀한 조정에 매우 낮은 힘과 빠른 가속에 매우 높은 힘을 생성 servo 시스템을 허용, 모두 동일한 선형 제어 척도를 사용하여 우수한 힘 해상도와 미크론 미만의 단계를 안정적으로 명령 할 수 있습니다.
VCM는 또한 제로 전환의 혜택을 누린다. 브러쉬 DC 모터와 달리, VCM는 일반적으로 전환 장치가 아니며, 움직임 중에 물리적 또는 전자 전환이 필요하지 않다는 것을 의미합니다.이것은 토크 파동을 제거, 마찰, 전기 소음과 함께, 생성된 힘이 순수하고 깨끗하다는 것을 보장합니다. 이는 이미지 시스템에서 필요한 부드럽고 낮은 속도 움직임에 중요합니다.
두 번째 강력한 장점은 히스테리세스 없는 동작입니다. 히스테리세스는 시스템의 출력의 이전 상태에 대한 의존성을 의미합니다. 모션 컨트롤에서, 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 direction히스테레시는 정확성의 궁극적인 적입니다.
대부분의 기계적 액추에이터에서 히스테레시는 마찰 (레어링, 리드 스크루 또는 가이드에서 스틱-슬라이드 마찰) 및 역반응 (기어 트레인에서 자유 플레이 또는 클리어런스) 으로 인해 발생합니다.VCM는 이러한 원인을 제거하기 위해 특별히 설계되었습니다.힘 발생은 완전히 전자기적이고 접촉이 없으며, 모터 자체 내의 마찰과 반작용을 본질적으로 제거합니다.움직이는 코일은 종종 접촉하지 않는 공기 베어링이나 고도로 준수하는 굽기 베어링 (기계 스프링) 을 사용하여 매달립니다.이 서스펜션 메커니즘은 스필의 움직임을 거의 0 마리의 마찰과 기계적 역작용 없이 안내하도록 설계되어 시스템 효용적으로 히스테레시스 없는 것을 보장합니다.
또한, 많은 고성능 VCM는 코어가 없으므로 움직이는 코일 조립에 철이 없습니다.이것은 철-핵 모터에 자기 히스테레시스를 일으키는 자기 거부 및 포화 효과를 제거순효과는 주어진 입력 전류에 대해 VCM가 정확히 같은 힘을 생산하고 따라서 정확히 같은 위치에 도달한다는 것입니다.시스템 이전 왼쪽 또는 오른쪽 이동 여부에 관계없이이 예측 가능성은 닫힌 루프 서보 시스템의 정확성을 크게 향상시킵니다.기계적 또는 자기성 히스테레시로 고통받는 모든 모터보다 더 빠르고 장기적으로 안정적으로 목표 위치에 고정 할 수 있습니다..
따라서 중요한 위치 설정에서 선형성은 제어 시스템을 단순화하고 해상도를 향상시킵니다. 히스테리세스 없는 동작은 달성된 위치가 절대적이고 반복 가능하도록 보장합니다.이동 경로와 상관없이이 두 가지 특징은 절대적 정확성과 반복성을 요구하는 모션 제어에 대한 최종 액추에이터로서 VCM의 지위를 확고히합니다.