なぜ線性とヒステレシスフリー操作は,重要な位置付けのための音声コイルモーターの決定的な利点なのか?
医学画像のレンズを焦点化したり,リトグラフィーのウエフの位置付けなど,マイクロレベルの誤差さえも許容できないアプリケーションで,運動制御が必要である場合,操作装置の選択は非常に限られています音声コイルモーター (VCM) は,例外的な線形性とヒステレシスフリー操作という2つの特徴により,常に好ましいソリューションとして浮上しています.システムインテグレーターにとって重要な問題は: これらのVCM特性によって,スクリュードライブや伝統的なステップモーターに基づくアクチュエーターに対する競争優位性がどのように発揮されるのか?
VCMの主要強みは,その固有の線性にある.モーターにおける線性とは,出力力が入力電流と直接,比例して関係していることを意味します.ローレンツ力法則に基づいているからです磁場が全ストロークで均等である限り,本質的に線形である.これは伝統的な回転モーターと大きく対照的である.複雑な磁気飽和または不動力効果に依存し,出力トルクが速度や位置によって非線形に変化する.
この内在的な線形性能により,エンジンの制御アルゴリズムは劇的に単純化されます.入力電流の変化は,結果となる力を正確に予測します.シンプルな制御は,より速いサーボループ時間と,広範なマッピングや検索テーブルを必要とせず,より堅牢なパフォーマンスを意味しますさらに,関係が線形であるため,入力電流の微小な変化は予測可能で制御可能な変化をもたらします.微細な調整のための非常に低い力と急速な加速のための非常に高い力を生成するサーボシステム線形制御スケールが同じで 力の解像度が優れていて マイクロン未満のステップを信頼的に制御できる
VCMは,ゼロ・コンミュレーションも得ています.ブラッシュ式DCモーターとは異なり,VCMは通常,コンミュレーションが不要なデバイスであり,運動中に物理的または電子的な切り替えは必要ありません.このトークの波動を排除します変換に固有の摩擦や電気騒音により,生成された力が純粋で清潔であることを保証し,これは画像システムに必要なスムーズで低速の動きにとって重要です.
2つ目の強力な利点は,ヒステレシスフリー操作です.ヒステレシスは,システムの出力の以前の状態への依存を意味します. 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 directionヒステレシスは精度の究極の敵です
ほとんどの機械駆動器のヒステレシスは摩擦 (ベアリング,リードスクリュー,またはガイドのスティックスライド摩擦) と逆反応 (ギア列車のフリープレイまたはクリアランス) から生じる.VCMは特にこれらの源を排除するために設計されています電気磁気でコンタクトをなくして 摩擦や反発をなくします動いているコイルは,しばしば接触しない空気軸承や高度に適合する屈曲軸承 (機械式スプリング) を使用して吊るされる.これらの懸垂メカニズムは,コイルの動きをほぼゼロの摩擦と機械的な反作用で導くように設計されており,システムが効果的にヒステレシスフリーであることを保証します.
さらに,多くの高性能VCMはコアレスであり,移動コイル組成に鉄がないことを意味します.磁気ヒステレシスを引き起こす磁気抵抗と飽和効果を排除する鉄コアモーター純効果は,任意の入力電流に対して,VCMはまったく同じ力を発生し,したがってまったく同じ位置に到達するということです.システムが左か右に動いているかどうかにかかわらずこの予測性は,閉ループのサーボシステムの精度を劇的に向上させます.機械的または磁気ヒステレシスによるモーターよりも速く,長期的に安定して標的位置にロックすることができます..
したがって,臨界位置付けでは,線形性は制御システムを簡素化し解像度を向上させ,ヒステレシスフリー操作は,達成された位置が絶対的で繰り返されるようにします.移動経路に関係なくこの2つの特徴は,絶対的な精度と繰り返し性の最高水準を必要とする運動制御のための最終的なアクチュエータとしてのVCMの地位を固めている.