Waarom zijn lineariteit en hysteresisvrije werking de bepalende voordelen van stemcoilmotoren voor kritieke positionering?
Wanneer bewegingsregeling vereist is in toepassingen waar zelfs fouten op microniveau onaanvaardbaar zijn, zoals het scherpstellen van lenzen in medische beeldvorming, het positioneren van wafers in lithografie,Het gebruik van een automatische bedieningsfunctie is in de praktijk zeer beperkt.De Voice Coil Motor (VCM) is doorgaans de voorkeuroplossing vanwege twee kenmerkende kenmerken: uitzonderlijke lineariteit en hysteresevrije werking.De cruciale vraag voor systeemintegratoren is:: Hoe vertalen deze VCM-eigenschappen zich in een concurrentievoordeel ten opzichte van actuatoren op basis van schroefdrijvingen of traditionele stappenmotoren?
De primaire kracht van de VCM ligt in de inherente lineariteit.Omdat de VCM gebaseerd is op de Lorentz kracht wetHet magnetisch veld is in wezen lineair, op voorwaarde dat het magnetisch veld uniform is over de gehele slag.die vaak afhankelijk zijn van complexe magnetische verzadigings- of weerstandseffecten waarbij het koppel niet lineair kan variëren met de snelheid of positie.
Deze inherente lineaire prestaties vereenvoudigen het besturingsalgoritme van de motor drastisch.Eenvoudige besturing zorgt voor snellere servo-lustijden en robuuste prestaties zonder dat er uitgebreide kaarten of look-up tabellen nodig zijnBovendien, omdat de relatie lineair is, resulteren kleine veranderingen in de invoerstroom in voorspelbare, gecontroleerde veranderingen in kracht.Hierdoor kan het servosysteem zeer lage krachten genereren voor fijne aanpassingen en zeer hoge krachten voor snelle versnelling, allemaal met behulp van dezelfde lineaire controle schaal, wat resulteert in een superieure kracht resolutie en de mogelijkheid om sub-micron stappen betrouwbaar te besturen.
In tegenstelling tot gepoetste gelijkstroommotoren, zijn VCM's meestal niet-commutatietoestellen, wat betekent dat er tijdens de beweging geen fysieke of elektronische schakeling nodig is.Dit elimineert de koppel rimpelHet is essentieel voor soepele, lage snelheidsbewegingen die nodig zijn voor beeldsystemen.
Het tweede krachtige voordeel is hysteresiefree werking. Hysteresis verwijst naar de afhankelijkheid van de output van een systeem van zijn vorige staat. 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 directionHysterese is de ultieme vijand van precisie.
Hysteresis in de meeste mechanische aandrijvingen ontstaat door wrijving (stick-slip wrijving in lagers, lood schroeven, of gidsen) en terugslag (vrij spel of vrijheid in versnellingen).De VCM is speciaal ontworpen om deze bronnen te elimineren.De krachtgeneratie is volledig elektromagnetisch en contactloos, waardoor wrijving en terugslag binnen de motor zelf worden geëlimineerd.de bewegende spoel wordt vaak opgehangen met behulp van niet-contactluchtlagers of zeer conform buiglagers (mechanische veren)Deze ophangmechanismen zijn ontworpen om de beweging van de spoel te sturen met bijna nul wrijving en geen mechanische terugslag, zodat het systeem effectief hysteresief is.
Bovendien zijn veel high-performance VCM's kernloos, wat betekent dat ze geen ijzer hebben in de bewegende spoelassemblage.Dit elimineert de magnetische weerstand en verzadiging effecten die veroorzaken magnetische hysteresis in ijzer-kern motorenHet netto-effect is dat de VCM voor elke ingangsstroom exact dezelfde kracht zal produceren en dus exact dezelfde positie zal bereiken.ongeacht of het systeem zich eerder links of rechts bewoogDeze voorspelbaarheid verbetert de nauwkeurigheid van het gesloten servosysteem drastisch.waardoor het sneller en met een grotere stabiliteit op lange termijn op een doelpositie kan vergrendelen dan elke motor die wordt getroffen door mechanische of magnetische hysteresis..
Daarom vereenvoudigt lineariteit bij kritische positionering het besturingssysteem en verbetert de resolutie, terwijl hysteresiefrij werk ervoor zorgt dat de behaalde positie absoluut en herhaalbaar is,ongeacht het bewegingspadDeze twee kenmerken versterken de status van de VCM als de definitieve actuator voor bewegingsbesturing die de hoogste niveaus van absolute nauwkeurigheid en herhaalbaarheid vereist.