Pinottavat lineaaritoimilaitteet perustuvat pinoaviin askelmoottoreihin, jotka ovat eräänlaisia kestomagneettiaskelmoottoreita, jotka koostuvat kahdesta päällekkäin pinotusta staattorista (ja siten kahdesta käämistä). Kunkin staattorin navat ovat "kynsihammas"-rakenteisia ja ne ovat toisistaan siirrettyinä puolet napajakosta. Roottori koostuu kestomagneetista, ja siinä on sama määrä napapareja kuin jokaisessa käämissä.
Kahden staattorin eli kannen pinoamisrakenne tarkoittaa, että jokaiselle napajaolle voidaan indusoida neljä erillistä asentoa. Kannen pinoamistoimilaitteiden yleisessä rakenteessa kussakin kelassa eli vaiheessa on 24 napaa. Kun 360 asteen sylinterin ympärillä on 24 napaa, yksittäisen staattorin napojen välinen etäisyys on 15 astetta. Mutta koska kahden staattorin välillä on ½ napajako, kunkin staattorin napojen välinen etäisyys on 7,5 astetta (½/15). Tämä tarkoittaa, että kun staattorit saavat virtaa erikseen, moottori pyörii 7,5 astetta jokaisella askeleella eli virtapulssilla. Vaiheiden virransyöttöjärjestys määrittää pyörimissuunnan ja pulssien taajuus määrittää pyörimisnopeuden.
Lineaaritoimilaitteen valmistamiseksi purkkipinomoottorista roottoriin asennetaan kierteet ja roottoriin integroidaan ruuvi (yleensä johtoruuvi), jotta se ulottuu ja vetäytyy moottorin pyöriessä. Purkkipinoa varten on kolme yleistä lineaaritoimilaitetta. Kun ruuvi on lukittu laitteeseen – joko moottorin sisäiseen tai ulkoiseen – joka estää sen pyörimisen, toimilaitetta kutsutaan kiinteäksi lineaaritoimilaitteeksi. Valmistajat tarjoavat kuitenkin myös ei-kiinnittyviä toimilaitteita, joissa ruuvi pyörii moottorin mukana. Kun käytetään ei-kiinnittyvää mallia, pyöriminen estetään tyypillisesti sovelluksen suunnittelulla. Kolmannessa purkkipinoa varten tarkoitetussa toimilaitteessa ruuvi ei ulottu eikä vetäydy. Sen sijaan mutteri on moottorin ulkopuolella ja liikkuu ruuvia pitkin moottorin ja ruuvin pyöriessä yhdessä.
Kuten muutkin askelmoottorit, myös pinottavat lineaaritoimilaitteet toimivat yleisesti avoimen silmukan tilassa. Vaikka askelmoottoreilla on askelvirhe (esimerkiksi ± 0,5 astetta), virhe ei kerry useiden askelten ajalle, mikä mahdollistaa hyvän paikannustarkkuuden. Ja monia malleja voidaan käyttää täys-, puoli- tai mikroaskeltilassa. Pinottavat lineaaritoimilaitteet hyödyntävät myös askelmoottorin pidätysmomenttia asennon pitämiseen, vaikka moottoriin ei syötettäisi virtaa.
Pinottavien lineaaritoimilaitteiden teollisia sovelluksia ovat lääketieteelliset diagnostiikkalaitteet ja pumput. Mutta näille pienille ja tarkoille lineaaritoimilaitteille sopivia sovelluksia ovat kuluttajalaitteet, kuten tulostimet ja kopiokoneet, sekä sotilaskäyttöön tarkoitetut tutka- ja antennipaikannussovellukset.
Julkaisun aika: 19. syyskuuta 2022