لماذا تكون الخطية والتشغيل الخالي من التشنج هي المزايا المحددة لمحركات الملفات الصوتية للموضع الحرج؟
عندما يكون التحكم في الحركة مطلوبًا في التطبيقات التي لا يمكن فيها قبول أخطاء حتى على مستوى الميكرون، مثل تركيز العدسات في التصوير الطبي، وتحديد موقع الوافرات في التصوير الحجري،أو التحكم في الروبوتات الجراحيةيظهر محرك لفائف الصوت (VCM) باستمرار كحل مفضل بسبب خصائصهما المميزة: خطية استثنائية وتشغيل خالي من الهستيريس.السؤال الحاسم لمكملات النظام هو: كيف تترجم خصائص VCM هذه إلى ميزة تنافسية على المحركات القائمة على محركات المسامير أو المحركات الخطوة التقليدية؟
تقع القوة الأساسية لـ VCM في خطيتها المتأصلة. يعني الخطية في المحرك أن قوة الإخراج مرتبطة بشكل مباشر ونسبي بالتيار المدخل.لأن VCM مبنية على قانون قوة لورنتز، فهي خطية جوهريا، شريطة أن يكون المجال المغناطيسي متساويا على طول السباق بأكمله. وهذا يتناقض بشدة مع المحركات الدوارة التقليدية،والتي غالبا ما تعتمد على تأثيرات الشبع المغناطيسي المعقدة أو عدم الرغبة حيث يمكن أن يختلف عزم الدوران الخارجي بشكل غير خطي مع السرعة أو الموقف.
هذا الأداء الخطي المتأصل يبسط بشكل كبير خوارزمية التحكم في المحرك. التغيير في التيار المدخل يتنبأ بدقة بالقوة الناتجة.التحكم البسيط يترجم إلى أوقات حلقة خدمة أسرع وأداء أكثر قوة دون الحاجة إلى رسم خرائط واسعة أو جداول البحثوعلاوة على ذلك، لأن العلاقة خطية، وتغيرات دقيقة في التيار المدخل يؤدي إلى تغييرات قابلة للتنبؤ والسيطرة في القوة.هذا يسمح لنظام الخدمة لتوليد قوى منخفضة جدا للتعديلات الدقيقة وقوى عالية جدا للتسارع السريع، جميعها باستخدام نفس مقياس التحكم الخطي، مما يؤدي إلى دقة قوة متفوقة والقدرة على قيادة خطوات تحت الميكرون بشكل موثوق.
تستفيد VCM أيضًا من التبديل الصفر. على عكس محركات DC المفرشة ، فإن VCM عادة ما تكون أجهزة غير التبديل ، مما يعني أنه لا يلزم التبديل المادي أو الإلكتروني أثناء الحركة.هذا يزيل موجة التموج، الاحتكاك، والضوضاء الكهربائية المتأصلة في التحول، وضمان القوة المولدة نقية ونظيفة، وهو أمر بالغ الأهمية للحركات السلسة منخفضة السرعة اللازمة لأنظمة التصوير.
الميزة القوية الثانية هي التشغيل الخالي من الهستيريس. الهستيريس يشير إلى اعتماد إنتاج النظام على حالته السابقة. في التحكم في الحركة، 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 directionالتشنج هو العدو النهائي للدقة
ينشأ التشنج في معظم المحركات الميكانيكية من الاحتكاك (الاحتكاك المنزلق في المحامل أو مسامير الرصاص أو الدلائل) والرد العكسي (اللعب الحر أو الإفراغ في قطارات التروس).تم تصميم VCM خصيصا للقضاء على هذه المصادر. إنتاج القوة الكهرومغناطيسي بالكامل و غير اللاصق، والقضاء بطبيعته على الاحتكاك والردود الضارة داخل المحرك نفسه.غالبًا ما يتم تعليق الملف المتحرك باستخدام محامل هوائية غير متصلة أو محامل ثنائية متوافقة للغاية (الربيعات الميكانيكية)تم تصميم آليات التعليق هذه لتوجيه حركة الملف مع الاحتكاك شبه الصفر ودون رد فعل ميكانيكي ، مما يضمن أن النظام خال من التهاب النفس.
وعلاوة على ذلك، فإن العديد من VCM عالية الأداء لا تحتوي على قلب، مما يعني أنها لا تحتوي على حديد في تجميع الملفات المتحركة.هذا يزيل عدم الرغبة المغناطيسية وتأثيرات التشبع التي تسبب الهستيريس المغناطيسية في محركات الحديدالتأثير الصافي هو أنه بالنسبة لأي تيار مدخل معين، فإن VCM سوف تنتج نفس القوة بالضبط وبالتالي تصل إلى نفس الموقف بالضبط،بغض النظر عما إذا كان النظام يتحرك في السابق إلى اليسار أو اليمين، عند سرعة عالية أو منخفضة. هذه القدرة على التنبؤ تحسن بشكل كبير دقة نظام الخدمة المغلقة،مما يسمح له بالقفز على الموقع المستهدف بشكل أسرع ومستقر على المدى الطويل أكثر من أي محرك يعاني من الهستيريس الميكانيكي أو المغناطيسي.
لذلك بالنسبة للموضع الحرج ، فإن الخطية تبسط نظام التحكم وتعزز الدقة ، في حين يضمن التشغيل الخالي من التشنج أن الموقف المحقق مطلق ويمكن تكراره ،بغض النظر عن مسار الحركةهذه الخصائص الثنتين تعزز مكانة VCM كمحرك نهائي لمراقبة الحركة التي تتطلب أعلى مستويات الدقة المطلقة والإعادة.