एक लीनियर मोटर को रोटरी सर्वो मोटर का एक ऐसा रूप माना जा सकता है जिसे खोलकर समतल कर दिया गया हो ताकि मूलतः लीनियर गति उत्पन्न हो सके। एक पारंपरिक लीनियर एक्चुएटर एक यांत्रिक तत्व है जो रोटरी सर्वो मोटर की घूर्णन गति को सीधी रेखा में गति में परिवर्तित करता है। ये दोनों ही लीनियर गति प्रदान करते हैं, लेकिन इनके प्रदर्शन की विशेषताएं और कमियां बहुत अलग-अलग हैं। कोई भी तकनीक श्रेष्ठ या निम्नतर नहीं है - किसका उपयोग करना है, यह अनुप्रयोग पर निर्भर करता है। आइए इसे और विस्तार से समझते हैं।

लीनियर मोटर्स 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, सेमीकंडक्टर मेट्रोलॉजी में, जहां रिज़ॉल्यूशन और थ्रूपुट महत्वपूर्ण हैं और एक घंटे का डाउनटाइम भी हजारों डॉलर का नुकसान पहुंचा सकता है, लीनियर मोटर्स आदर्श समाधान प्रदान करते हैं। लेकिन कम चुनौतीपूर्ण स्थिति के बारे में क्या?

लीनियर मोटर्स के साथ शुरुआती समस्या लागत प्रतिस्पर्धात्मकता थी। लीनियर मोटर्स को दुर्लभ-पृथ्वी चुंबकों की आवश्यकता होती है, जो स्ट्रोक लंबाई को सीमित करने वाले कारकों में से एक है। बेशक, सिद्धांत रूप में, चुंबकों को लगभग अनंत रूप से पंक्तिबद्ध किया जा सकता है, लेकिन वास्तविकता में, लंबी स्ट्रोक लंबाई पर पर्याप्त कठोरता सुनिश्चित करने की चुनौती के अलावा, लागत बहुत बढ़ जाती है, विशेष रूप से यू-चैनल डिज़ाइनों के लिए।

आयरन-कोर मोटर्स, आयरनलेस डिज़ाइन की तुलना में छोटे मैग्नेट का उपयोग करके समान बल उत्पन्न कर सकती हैं। इसलिए, यदि मुख्य आवश्यकता बल की है और प्रदर्शन संबंधी विनिर्देश इतने लचीले हैं कि गतिशील स्थिति या वेग त्रुटियों के परिणामस्वरूप होने वाले कुछ कॉगिंग बल व्यवधान को सहन किया जा सके, तो आयरन-कोर मोटर्स सबसे अच्छा विकल्प हो सकती हैं। यदि प्रदर्शन संबंधी आवश्यकताएँ और भी लचीली हैं, नैनोमीटर के बजाय माइक्रोन के क्रम में, तो शायद लीनियर एक्चुएटर संयोजन सबसे उपयुक्त समझौता प्रदान करता है - उदाहरण के लिए, दवा पैकेजिंग के लिए लीनियर एक्चुएटर चुनें, लेकिन दवा खोज के डीएनए अनुक्रमण के लिए लीनियर मोटर का उपयोग करें।

यात्रा की अवधि
हालांकि कई अपवाद मौजूद हैं, लेकिन लीनियर मोटर्स के लिए इष्टतम स्ट्रोक लंबाई कुछ मिलीमीटर से लेकर कई मीटर तक होती है। इससे कम होने पर, फ्लेक्सर जैसी कोई वैकल्पिक प्रणाली अधिक प्रभावी हो सकती है; इससे अधिक होने पर, बेल्ट ड्राइव और फिर रैक-एंड-पिनियन डिज़ाइन बेहतर विकल्प साबित होते हैं।

लीनियर मोटर्स की स्ट्रोक लंबाई न केवल लागत और माउंटिंग स्थिरता से सीमित होती है, बल्कि केबल प्रबंधन की समस्या से भी प्रभावित होती है। गति उत्पन्न करने के लिए, फोर्सर को ऊर्जा प्रदान करनी होती है, जिसका अर्थ है कि पावर केबलों को पूरी स्ट्रोक लंबाई तक इसके साथ यात्रा करनी पड़ती है। उच्च-लचीले केबल और उनसे जुड़े रेसवे महंगे होते हैं, और यह तथ्य कि केबलिंग समग्र गति नियंत्रण में विफलता का सबसे बड़ा कारण है, इस समस्या को और भी जटिल बना देता है।

बेशक, लीनियर मोटर्स की प्रकृति ही इस समस्या का एक कारगर समाधान प्रदान कर सकती है। जहाँ हमें ऐसी चिंताएँ हों, वहाँ हम फोर्सर को स्थिर आधार पर लगाएंगे और मैग्नेट ट्रैक को घुमाएंगे। इस तरह, सभी केबल स्थिर फोर्सर तक पहुँच जाएँगी। दी गई मोटर से आपको थोड़ा कम त्वरण मिलेगा क्योंकि आप किसी कॉइल को नहीं, बल्कि भारी मैग्नेट ट्रैक को त्वरण दे रहे हैं। यदि आप इसे उच्च गुरुत्वाकर्षण बल के लिए उपयोग कर रहे हैं, तो यह अच्छा नहीं होगा। यदि वास्तव में आपको उच्च गुरुत्वाकर्षण बल की आवश्यकता नहीं है, तो यह एक बहुत अच्छा डिज़ाइन हो सकता है।

प्रोफेटा ने एयरोटेक लीनियर सर्वो मोटर्स का उदाहरण दिया है जिनकी अधिकतम बल क्षमता 28 से 900 पाउंड तक होती है, लेकिन यहाँ भी, लीनियर मोटर्स का मूल डिज़ाइन अद्वितीय समाधानों को जन्म देता है जो कहीं अधिक क्षमता प्रदान करते हैं। हमारे कुछ ग्राहक हमारी सबसे बड़ी लीनियर मोटर्स को लेते हैं, उनमें से छह को एक साथ जोड़ते हैं, और लगभग 6000 पाउंड का बल उत्पन्न करते हैं। आप कई ट्रैक में कई फोर्सर लगा सकते हैं, उन्हें यांत्रिक रूप से एक साथ जोड़ सकते हैं, और फिर उन सभी को एक साथ कम्यूटेट कर सकते हैं ताकि वे एक मोटर की तरह काम करें; या आप एक ही मैग्नेट ट्रैक में कई फोर्सर लगा सकते हैं और उन्हें लोड को पकड़े हुए कैरिज पर माउंट कर सकते हैं और उन्हें एक मोटर की तरह मान सकते हैं।

चूंकि हम वास्तविक दुनिया में रहते हैं और विनिमय को बिल्कुल सटीक रूप से मिलाना असंभव है, इसलिए इस दृष्टिकोण के लिए दक्षता में कुछ प्रतिशत की कमी का सामना करना पड़ता है, लेकिन फिर भी यह किसी दिए गए अनुप्रयोग के लिए सबसे अच्छा समग्र समाधान प्रदान कर सकता है।

सिर से सिर
बल के दृष्टिकोण से, रैखिक मोटरें घूर्णी मोटर/रैखिक एक्चुएटर संयोजनों की तुलना में कैसी हैं? बल में काफी अंतर है। हम एक 4 इंच चौड़ी, आठ-ध्रुवीय स्लॉटलेस 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 N) और निरंतर बल 11 पाउंड (50 N) है। इसी प्रोफाइल में NEMA 23 सर्वो मोटर और हमारे स्क्रू-चालित उत्पाद के साथ, अधिकतम अक्षीय भार 200 पाउंड है, इसलिए यदि आप इसे इस तरह से देखें, तो निरंतर बल में लगभग 20 गुना कमी आती है।

वे तुरंत बताते हैं कि वास्तविक परिणाम स्क्रू पिच, स्क्रू व्यास, मोटर कॉइल और मोटर डिज़ाइन पर निर्भर करेंगे, और स्क्रू को सहारा देने वाले अक्षीय बियरिंग द्वारा सीमित होंगे। उदाहरण के लिए, कंपनी की 13 इंच चौड़ी आयरन-कोर लीनियर मोटर 1600 पाउंड का अधिकतम अक्षीय बल उत्पन्न कर सकती है, जबकि 6 इंच चौड़े स्क्रू-चालित उत्पाद द्वारा 440 पाउंड का बल ही प्राप्त होता है, लेकिन इसके लिए काफी जगह की आवश्यकता होती है।

एक राजनीतिक नारे को सरल शब्दों में कहें तो, असल बात तो अनुप्रयोग की है। यदि बल घनत्व मुख्य चिंता का विषय है, तो एक्चुएटर शायद सबसे अच्छा विकल्प है। यदि अनुप्रयोग में प्रतिक्रियाशीलता की आवश्यकता है, उदाहरण के लिए एलसीडी निरीक्षण जैसे उच्च परिशुद्धता, उच्च त्वरण वाले अनुप्रयोग में, तो आवश्यक प्रदर्शन प्राप्त करने के लिए बल के बदले आकार में थोड़ी वृद्धि करना उचित है।

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

इस घोल को पूरी तरह से सील करना बहुत मुश्किल है। इसे अधिक नमी वाले वातावरण में नहीं रखना चाहिए। यदि आप वाटर-जेट कटिंग में लीनियर मोटर का उपयोग करने जा रहे हैं, तो आपको उस पर सकारात्मक दबाव डालना होगा और यह सुनिश्चित करना होगा कि वह अच्छी तरह से सुरक्षित है, क्योंकि लीनियर मोटर के इलेक्ट्रॉनिक्स सक्रियण के साथ ही स्थित होते हैं।

यू-चैनल डिज़ाइन के मामले में, यू को उल्टा करने से चैनल में कणों के प्रवेश की संभावना कम हो जाती है, लेकिन इससे थर्मल प्रबंधन संबंधी समस्याएं उत्पन्न होती हैं जो मैग्नेट रेल के द्रव्यमान को स्थानांतरित करने और फोर्सर के द्रव्यमान को स्थानांतरित करने के परिणामस्वरूप प्रदर्शन को प्रभावित कर सकती हैं। यह एक तरह का समझौता है और उपयोग का निर्धारण अनुप्रयोग पर निर्भर करता है।

लीनियर मोटर पर सिर्फ़ वातावरण का ही असर नहीं पड़ता, बल्कि मोटर खुद भी वातावरण में समस्याएँ पैदा कर सकती है। रोटरी डिज़ाइन के विपरीत, लीनियर मोटरों में लगे बड़े चुंबक चुंबकीय रूप से संवेदनशील वातावरण को नुकसान पहुँचा सकते हैं, उदाहरण के लिए मैग्नेटिक रेजोनेंस इमेजिंग (MRI) मशीनों में। धातु काटने जैसे सामान्य कामों में भी यह समस्या हो सकती है। यहाँ तक कि धातु काटने जैसे कामों में भी, ये उच्च बल वाले चुंबक धातु के हर टुकड़े को मैग्नेट ट्रैक पर खींचने की कोशिश करते हैं, इसलिए उचित सुरक्षा के बिना लीनियर मोटरें ऐसे कामों में अच्छा प्रदर्शन नहीं कर पाएंगी।

उन आवेदनों के बारे में…
तो लीनियर मोटर्स के लिए सबसे उपयुक्त अनुप्रयोग क्षेत्र कौन सा है? शुरुआत में, मेट्रोलॉजी जैसे क्षेत्रों में, सेमीकंडक्टर, एलईडी और एलसीडी निर्माण में इनका उपयोग होता है। बड़े साइनबोर्ड की डिजिटल प्रिंटिंग भी एक बढ़ता हुआ बाजार है, साथ ही बायोमेडिकल क्षेत्र और यहां तक ​​कि छोटे पुर्जों के निर्माण में भी। हमारे ग्राहक असेंबली कार्यों के लिए गैन्ट्री कॉन्फ़िगरेशन में लीनियर मोटर्स के जोड़े लगाते हैं। आप जितना संभव हो उतना अधिक उत्पाद उत्पादन चाहते हैं, इसलिए इन मोटर्स से मिलने वाला उच्च त्वरण और गति फायदेमंद होता है। हाल ही में हम फ्यूल सेल निर्माण पर काम कर रहे हैं; स्टेंसिल कटिंग भी एक और उदाहरण है।