एक रैखिक मोटर को एक घूर्णनशील सर्वो मोटर के रूप में समझा जा सकता है जिसे मूलतः रैखिक गति उत्पन्न करने के लिए बिना मोड़े और समतल करके रखा जाता है। एक पारंपरिक रैखिक एक्चुएटर एक यांत्रिक तत्व होता है जो घूर्णनशील सर्वो मोटर की घूर्णन गति को सीधी रेखा में परिवर्तित करता है। दोनों ही रैखिक गति प्रदान करते हैं, लेकिन उनके प्रदर्शन गुण और लाभ बहुत भिन्न होते हैं। कोई भी बेहतर या निम्न तकनीक नहीं है - किस तकनीक का उपयोग करना है, यह अनुप्रयोग पर निर्भर करता है। आइए इसे और करीब से देखें।

रैखिक मोटरों के लिए सामान्य नियम यह है कि वे उच्च त्वरण, उच्च गति या उच्च परिशुद्धता की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों में उत्कृष्ट प्रदर्शन करते हैं। उदाहरण के लिए, अर्धचालक माप विज्ञान में, जहाँ रिज़ॉल्यूशन और थ्रूपुट महत्वपूर्ण हैं और एक घंटे का भी डाउनटाइम हज़ारों डॉलर का खर्च कर सकता है, रैखिक मोटरें आदर्श समाधान प्रदान करती हैं। लेकिन कम चुनौतीपूर्ण स्थिति में क्या करें?

रैखिक मोटरों के साथ एक प्रारंभिक समस्या लागत प्रतिस्पर्धा थी। रैखिक मोटरों के लिए दुर्लभ-पृथ्वी चुम्बकों की आवश्यकता होती है, जो स्ट्रोक की लंबाई को सीमित करने वाले कारकों में से एक हैं। निश्चित रूप से, सिद्धांत रूप में, चुम्बकों को व्यावहारिक रूप से अंतहीन रूप से पंक्तिबद्ध किया जा सकता है, लेकिन वास्तव में, लंबी स्ट्रोक लंबाई पर पर्याप्त कठोरता सुनिश्चित करने की चुनौती के अलावा, लागतें बढ़ती जाती हैं, विशेष रूप से यू-चैनल डिज़ाइनों के लिए।

लौह-कोर मोटर, समतुल्य लौह-रहित डिज़ाइन की तुलना में छोटे चुम्बकों का उपयोग करके समान बल उत्पन्न कर सकते हैं, इसलिए यदि मांसपेशी प्राथमिक आवश्यकता है और प्रदर्शन विनिर्देश इतने शिथिल हैं कि कुछ कॉगिंग बल व्यवधान को सहन कर सकें जिसके परिणामस्वरूप गतिशील स्थिति या वेग त्रुटियाँ होती हैं, तो लौह-कोर सबसे अच्छा तरीका हो सकता है। यदि प्रदर्शन आवश्यकताएँ और भी शिथिल हैं, नैनोमीटर के बजाय माइक्रोन के क्रम में, तो शायद रैखिक एक्ट्यूएटर संयोजन सबसे उपयुक्त समझौता प्रदान करता है - मान लीजिए, दवा पैकेजिंग के लिए एक रैखिक एक्ट्यूएटर चुनें, लेकिन दवा खोज के डीएनए अनुक्रमण के लिए एक रैखिक मोटर चुनें।

यात्रा की लंबाई
हालाँकि कई अपवाद मौजूद हैं, रैखिक मोटरों के लिए इष्टतम स्ट्रोक लंबाई कुछ मिलीमीटर से लेकर कई मीटर तक होती है। इससे कम पर, फ्लेक्सचर जैसा विकल्प ज़्यादा प्रभावी हो सकता है; इससे ऊपर, बेल्ट ड्राइव और फिर रैक-एंड-पिनियन डिज़ाइन शायद बेहतर विकल्प हैं।

रैखिक मोटरों की स्ट्रोक लंबाई न केवल लागत और माउंटिंग स्थिरता से, बल्कि केबल प्रबंधन की समस्या से भी सीमित होती है। गति उत्पन्न करने के लिए, बल को सक्रिय करना आवश्यक है, जिसका अर्थ है कि पावर केबल को पूरी स्ट्रोक लंबाई तक उसके साथ चलना होगा। हाई-फ्लेक्स केबल और उससे जुड़े रेसवे महंगे होते हैं, और यह तथ्य कि केबलिंग गति नियंत्रण में विफलता का सबसे बड़ा बिंदु है, समस्या को और जटिल बना देता है।

बेशक, रैखिक मोटरों की प्रकृति ही इस समस्या का एक चतुर समाधान प्रस्तुत कर सकती है। जहाँ हमें ये चिंताएँ हैं, वहाँ हम बल को स्थिर आधार पर स्थापित करेंगे और चुंबकीय पथ को गति देंगे। इस तरह, सभी केबल स्थिर बल पर आ जाएँगे। किसी भी मोटर से आपको थोड़ा कम त्वरण प्राप्त होगा क्योंकि आप किसी कुंडली को त्वरित नहीं कर रहे हैं, बल्कि एक चुंबकीय पथ को त्वरित कर रहे हैं, जो भारी होता है। अगर आप उच्च G के लिए ऐसा कर रहे होते, तो यह अच्छा नहीं होता। अगर आपके पास वास्तव में कोई उच्च-G अनुप्रयोग नहीं है, तो यह एक बहुत अच्छा डिज़ाइन हो सकता है।

प्रोफेटा 28 से 900 पाउंड तक के अधिकतम बल वाली एरोटेक लीनियर सर्वो मोटरों का उदाहरण देते हैं, लेकिन यहाँ भी, लीनियर मोटरों का मूल डिज़ाइन ही अनूठे समाधानों को जन्म देता है जो कहीं अधिक बल प्रदान करते हैं। हमारे कुछ ग्राहक हमारी सबसे बड़ी लीनियर मोटरों को लेते हैं, उनमें से छह को एक साथ जोड़ते हैं, और लगभग 6000 पाउंड बल उत्पन्न करते हैं। आप कई ट्रैक्स में कई फोर्सर लगा सकते हैं, उन्हें यांत्रिक रूप से एक साथ जोड़ सकते हैं, और फिर उन सभी को एक साथ परिवर्तित कर सकते हैं ताकि वे एक मोटर की तरह काम करें; या आप एक ही चुंबकीय ट्रैक में कई फोर्सर लगा सकते हैं और उन्हें भार धारण करने वाले कैरिज पर लगा सकते हैं और उन्हें एक मोटर की तरह इस्तेमाल कर सकते हैं।

चूंकि हम वास्तविक दुनिया में रहते हैं और विनिमय का सटीक मिलान करना असंभव है, इसलिए इस दृष्टिकोण के लिए कुछ प्रतिशत की दक्षता का नुकसान उठाना पड़ता है, लेकिन फिर भी यह किसी दिए गए अनुप्रयोग के लिए सर्वोत्तम समग्र समाधान प्रदान कर सकता है।

सिर से सिर
बल के दृष्टिकोण से, रैखिक मोटर रोटरी मोटर/रैखिक एक्चुएटर संयोजनों की तुलना में कैसे खड़े होते हैं? इसमें एक महत्वपूर्ण बल-विनिमय है, हम एक 4-इंच चौड़ी, आठ-ध्रुवीय स्लॉट-रहित रैखिक मोटर की तुलना एक 4-इंच चौड़े स्क्रू-चालित उत्पाद से करते हैं। हमारी आठ-ध्रुवीय रैखिक मोटर का अधिकतम बल 40 पाउंड (180 न्यूटन) और निरंतर बल 11 पाउंड (50 न्यूटन) है। NEMA 23 सर्वो मोटर और हमारे स्क्रू-चालित उत्पाद के साथ इसी स्थिति में, अधिकतम अक्षीय भार 200 पाउंड है, इसलिए यदि आप इसे इस तरह से देखें, तो आप मूल रूप से निरंतर बल में 20 गुना कमी देख रहे हैं।

वास्तविक परिणाम स्क्रू पिच, स्क्रू व्यास, मोटर कॉइल और मोटर डिज़ाइन के आधार पर अलग-अलग होंगे, उन्होंने तुरंत ध्यान दिलाया, और स्क्रू को सहारा देने वाले अक्षीय बेयरिंग द्वारा सीमित होंगे। उदाहरण के लिए, कंपनी का 13 इंच चौड़ा आयरन-कोर लीनियर मोटर 1600 पाउंड का अधिकतम अक्षीय बल उत्पन्न कर सकता है, जबकि 6 इंच चौड़े स्क्रू चालित उत्पाद द्वारा 440 पाउंड का बल प्रदान किया जाता है, लेकिन इसके लिए काफ़ी जगह छोड़ी जाती है।

एक राजनीतिक नारे को संक्षेप में कहें तो, यह अनुप्रयोग है, बेवकूफ़। अगर बल घनत्व प्राथमिक चिंता का विषय है, तो एक एक्चुएटर शायद सबसे अच्छा विकल्प है। अगर अनुप्रयोग में प्रतिक्रियाशीलता की आवश्यकता है, उदाहरण के लिए एलसीडी निरीक्षण जैसे उच्च-परिशुद्धता, उच्च-त्वरण अनुप्रयोग में, तो आवश्यक प्रदर्शन प्राप्त करने के लिए बल के लिए पदचिह्न का समझौता करना सार्थक है।

इसे साफ रखना
विनिर्माण परिवेश में गति नियंत्रण के लिए संदूषण एक प्रमुख समस्या है और रैखिक मोटरें भी इसका अपवाद नहीं हैं। मानक रैखिक मोटर डिज़ाइन के साथ एक बड़ी समस्या संदूषण, जैसे ठोस कण या नमी, के संपर्क में आना है। यह 'फ्लैटबेड' डिज़ाइनों के लिए सही है और [यू-चैनल] डिज़ाइनों के लिए कम समस्या है।

घोल को पूरी तरह से सील करना बहुत मुश्किल है। आप ज़्यादा नमी वाले वातावरण में नहीं रहना चाहेंगे। अगर आप वाटर-जेट कटिंग एप्लीकेशन में लीनियर मोटर लगाने जा रहे हैं, तो आपको उस पर सकारात्मक दबाव डालना होगा और यह सुनिश्चित करना होगा कि वह अच्छी तरह सुरक्षित रहे क्योंकि लीनियर मोटर के इलेक्ट्रॉनिक्स एक्चुएशन के साथ वहीं मौजूद होते हैं।

यू-चैनल डिज़ाइन के मामले में, यू को उलटने से कणों के चैनल में प्रवेश करने की संभावना कम हो सकती है, लेकिन इससे तापीय प्रबंधन संबंधी समस्याएँ पैदा होती हैं जो चुंबकीय रेल के द्रव्यमान को स्थानांतरित करने और बल के द्रव्यमान को स्थानांतरित करने के परिणामस्वरूप प्रदर्शन को प्रभावित कर सकती हैं। फिर से, यह एक समझौता है और फिर से, अनुप्रयोग ही उपयोग को संचालित करता है।

रैखिक मोटर को सिर्फ़ पर्यावरण ही प्रभावित नहीं कर सकता — रैखिक मोटर पर्यावरण के साथ समस्याएँ भी पैदा कर सकती है। रोटरी डिज़ाइनों के विपरीत, रैखिक इकाइयों में बड़े चुम्बक चुंबकीय रूप से संवेदनशील परिवेश में, उदाहरण के लिए चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (MRI) मशीनों में, तबाही मचा सकते हैं। यह धातु काटने जैसे सामान्य अनुप्रयोगों में भी एक समस्या हो सकती है। आपको ये उच्च-बल वाले चुम्बक मिलते हैं जो इन धातु के टुकड़ों को चुम्बक पथ पर खींचने की कोशिश करते हैं, इसलिए उचित सुरक्षा के बिना रैखिक मोटरें ऐसे अनुप्रयोगों में अच्छा प्रदर्शन नहीं कर पाएँगी।

उन अनुप्रयोगों के बारे में...
तो रैखिक मोटरों के लिए सबसे उपयुक्त अनुप्रयोग क्षेत्र कौन सा है? मेट्रोलॉजी, शुरुआत के लिए, सेमीकंडक्टर, एलईडी और एलसीडी निर्माण जैसे क्षेत्रों में। बड़े साइनबोर्डों की डिजिटल प्रिंटिंग भी एक बढ़ता हुआ बाज़ार है, साथ ही बायोमेडिकल क्षेत्र भी, और यहाँ तक कि छोटे पुर्जों का निर्माण भी। हमारे ग्राहक असेंबली कार्यों के लिए गैन्ट्री कॉन्फ़िगरेशन में रैखिक मोटरों के जोड़े व्यवस्थित करते हैं। आप जितना संभव हो उतना उत्पाद थ्रूपुट प्राप्त करना चाहते हैं, इसलिए इन मोटरों से प्राप्त होने वाला उच्च त्वरण और गति लाभदायक है। एक काम जो हम हाल ही में कर रहे हैं वह है ईंधन सेल निर्माण; दूसरा है स्टेंसिल कटिंग।