磁気ダイレクトドライブ

ボイスコイルドライブは、磁場の空隙に配置された永久磁石とコイルで構成される単相モータです。コイルに電流が流れると、このドライブは永久磁石の磁界内を移動します。特にコンパクトなサイズは、長方形またはフラットな形状を構築するときに実現できます。

円筒形ボイスコイルは、プランジャーコイルの原理に従って構築されます（つまり、コイルはフィールドアセンブリに配置されます）。コイルまたはフィールドアセンブリのいずれかを移動できます。いわゆるマルチコイル原理により、円筒形ボイスコイルモーターのモーター定数をコンパクトな設置スペースで最適化でき、たとえば中空シャフトを備えたソリューションも実現できます。ボイスコイルドライブは、最大10ミリメートルの移動範囲で高精度、高ダイナミクス、および高速を必要とするスキャンアプリケーションに適しています。

従来の3相リニアモータは、基本的に少なくとも3つ（または3の倍数）のボイスコイルモーターのシリーズです。個々のコイルは、位置依存の固定パターン（つまり、整流）に従って制御できます。リニアモーターは、フィード速度が非常に高い場合と非常に低い場合の両方に使用されます。これらのモーターは、0.1 µm/s未満から5 m/sを超える速度まで、高い精度で動作します。エアベアリングまたは磁気ベアリングと組み合わせた場合、数ナノメートルの位置分解能が得られます。

オプションとして、PIは真空下で、特殊なエポキシ樹脂をリニアモータに塗布できます。これにより熱放散が改善され、より高い公称力を実現できます。さらにシーリングコンパウンドにより、モーターがカプセル化され、外部の損傷から保護されます（組立中）。高速または高速の立ち上がり時間を必要とするアプリケーション向けに、PIは最大600 VDCの非常に高い動作電圧用のモーターを設計できます。

PIリニアモーターで使用される磁気トラックは、さまざまな長さで利用でき、任意の移動範囲を実現するために直列接続できます。片面またはU字型の磁気トラックが利用可能です。
U字型磁気トラックは、片面よりも高い磁場強度を実現するため、より高い力を実現します。磁石がハルバッハ配列としてさらに配置される場合、磁場強度は北極から南極への配置と比較して約10％増加します。さらに、ハルバッハ配列では鉄製のカウンタープレートを省略できるため、これらの磁気トラックが大幅に軽量化されます。Halbachアレイを使用するメリットは、片面磁気トラックにも当てはまります。この場合、ハルバッハ配列を使用すると、背面の漂遊磁界が最小限に抑えられます。PIは、超軽量の磁気トラックを必要とするアプリケーション向けにカーボンサポートを提供しています。

アイアンレスリニアモーターの巻線本体には鉄心がありません。これは、コイルと磁石アセンブリの間に吸引力がなく、コギングが発生しないことを意味します。鉄心がないため、モーター自体の重量も軽減されます。ガイドと送り速度に影響するコギングがなく、巻線体が軽いので、アイアンレスモーターは、高い移動精度、高速安定性、および高加速が特徴です。電力とダイナミクスの要件は、 モーターコイル の数または寸法を増やすことで満たすことができます。ほとんどの場合、アイアンレスモーターは、鉄心モーターよりも低い公称力とピーク力を実現します。これは、設計に熱伝導性金属が含まれておらず、結果として コイルからの熱放散が制限されているためです。したがって、モーターは温度センサーによって過負荷から保護されます
アイアンレスリニアモーターは、コンパクトな設置スペースで高いダイナミクスを必要とするアプリケーションに適していますが、精度に対する最高の要求があります。

原則として、トルクモータは放射状に配置されたリニアモータです。トルクモーターのステーターには コイル が含まれ、しっかりと取り付けられています。ローターには磁石アセンブリが含まれています。磁石の長さは直線的に拡大縮小しますが、トルクは直径に比例して拡大縮小します。したがって、大きな直径で大きなトルクが生成されます。さらに、半径方向の寸法が大きいため、レーザービームまたはケーブルを通過させるための開口部を作成できます。

ダイレクトドライブの原理により、トルクモーターにはバックラッシュがありません。ゼロプレイにより、高い位置決め精度と高い駆動剛性が実現し、高い再現性が得られます。高い駆動トルクにより、高い加速、したがって高いダイナミクスが可能になります。その他の機能には、高いねじれ剛性、高いピークトルク、高い効率、非常にスムーズな走行が含まれます。

とりわけ、トルクモータはトルクと回転対称性に関するコンパクトな設計により、多軸または回転ステージでの高負荷用途に適しています。