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리니어 유도 모터의 원리는 일반 회전형 유도 전동기와 같이 1차측에 의하여 시간적, 공간적으로 이동하는 자속이 발생하여 공극을 가로질러 2차측에 도착하게 되면, 변압기기 전력과 운동기전력이 발생하여 도체판에 와전류(Eddy Current)를 발생하여 분포한다.
모션 컨트롤을 위한 리니어 모터의 특성과 국내 시장 현황
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리니어 모터(Linear Motor) – 네이버 블로그
모터는 자석 간의 반발력(밀어내는 힘)과 인력(끌어당기는 힘)을 이용한다. [그림-3]의 원통형 모터에는 영구자석과 전자석이 들어 있다. 몸통에 붙어 있는 영구자석은 N극과 S극의 극(極)이 바뀌지 않는 자석이다. 회전하는 축에 달려 있는 코일 뭉치가 전자석이다. 이 전자석은 전류의 흐름에 따라 N극과 S극이 계속 바뀐다. 모터가 회전하면서 몸통의 영구자석과 축의 전자석들은 서로 잡아당기고 밀어내는 과정을 반복한다. 이 과정을 통해 축이 빠르게 회전한다
또한 대추력을 얻기 위한 리니어 유도 모터(LIM, Linear Induction Motor)나, 고속운송을 위한 리니어 동기 모터(LSM, Linear Synchronous Motor), 개루프 위시 서보를 위한 리니어 펄스 모터(LPM, Linear Pulse Motor), 고정밀도 위치결정을 위한 리니어 직류 모터(LDM, Linear Direct current Motor)등이 있다.
강력한 회전력으로 빨래통을 돌리는 세탁기, 선로 위를 시속 수백㎞로 달리는 자기부상열차는 얼핏 봐서는 서로 아무 관련이 없어 보이는 기술들이다. 하지만 이들에겐 한 가지 공통점이 있다. 자기장과 전기를 이용해 강력한 추진력을 얻는 ‘리니어(linear·선형) 모터’의 원리를 이용했다는 것이다.
31 thg 10, 2019 — 리니어 모터는 일반 회전형 모터를 축 방향으로 잘라서 펼쳐놓은 형태로, 기존의 일반모터가 회전형의 운동력을 발생시키는 것에 비해 직선방향으로 미는 …
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LM가이드의 원리와 구조
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리니어 모터(Linear Motor)
리니어모터는 [그림-1]과 같이 일반형 모터를 축 방향으로 잘라서 펼쳐 놓은 형태의 모터이다. 기존 일반모터가 회전형의 운동력을 발생 시키는 것에 비해 리니어모터는 직선방향으로 힘을 발생시키는 점이 다르다.
[그림-1] 리니어 모터 개념도
그리고, 회전형 모터는 회전방향으로 무한연속운동을 하지만 리니어모터는 구조적으로 길이가 유한하여 단부가 존재한다.
또한 공극이 커서 공극의 자속분포, 추력특성등에 있어서 영향을 크게 받아 효율이 좋지 못하다.
그러나 리니어모터는 일반적인 회전형 모터에 비해 직선 구동력을 직접 발생시키는 특유의 이점이 있으므로 직선구동이 필요한 시스템에서 회전형 모터에 비해 절대적으로 유리하다.
즉, 회전형 모터에 의해 직선구동력을 발생시키고자 하는 경우에는 스크류, 체인, 기어시스템 등의 부가 변환장치가 반드시 필요하며 작동시 마찰에 이한 에너지 손실과 소음발생이 필연적으로 매우 불리하게 된다.
리니어모터를 응용하는 경우는 직선형의 구동력을 직접 발생시키므로 기계적인 변환장치가 전혀 필요 없고, 구조가 복잡하지 않으며 에너지 손실이나 소음 발생에 없으며 운전속도에도 제한을 받지 않는 이점이 있다.
또한 대추력을 얻기 위한 리니어 유도 모터(LIM, Linear Induction Motor)나, 고속운송을 위한 리니어 동기 모터(LSM, Linear Synchronous Motor), 개루프 위시 서보를 위한 리니어 펄스 모터(LPM, Linear Pulse Motor), 고정밀도 위치결정을 위한 리니어 직류 모터(LDM, Linear Direct current Motor)등이 있다.
1) 리니어 모터 구동원리
리니어 모터는 일반 회전형 모터를 축 방향으로 잘라서 펼쳐놓은 형태로, 기존의 일반모터가 회전형의 운동력을 발생시키는 것에 비해 직선방향으로 미는 힘인 추력을 발생시키는 점이 다르며, 그 구동원리는 근본적으로 같으며 플레밍의 왼손법칙을 이용하고 있다.
아래 [그림-2]에서는 리니어모터 구조를 나타내고 있고 이동자(계자), 고정자(전자석/영구자석)으로 구성되어 있다.
[그림-2] 리니어 모터 구조
리니어 모터는 원통형 일반 모터와는 전혀 달리 서로 마주 보는 두 평평한 판이 마치 서로 미끄러지듯 움직이는 구조다.
전자석 운동방향으로 힘이 발생하는 원리는 이동자(계자)에서 전류가 나오고(뒤에서 앞으로), 고정자에서 자계(아래에서 위로) 발생하여 이에 수직방향(우에서 좌로)으로 힘이 발생한다. (플레밍의 왼손법칙)
즉, 이동자의 전자석에서 전류를 흘려 극변화를 시키고 고정자(전자석/영구자석)의 극과 같으면 밀어내는 힘이 작용하고 극이 다르면서로 당기는 힘이 작용하여 직선운동을 하게 된다.
2) 리니어모터 기술 응용분야 (세탁기 적용)
모터는 자석 간의 반발력(밀어내는 힘)과 인력(끌어당기는 힘)을 이용한다. [그림-3]의 원통형 모터에는 영구자석과 전자석이 들어 있다. 몸통에 붙어 있는 영구자석은 N극과 S극의 극(極)이 바뀌지 않는 자석이다. 회전하는 축에 달려 있는 코일 뭉치가 전자석이다. 이 전자석은 전류의 흐름에 따라 N극과 S극이 계속 바뀐다. 모터가 회전하면서 몸통의 영구자석과 축의 전자석들은 서로 잡아당기고 밀어내는 과정을 반복한다. 이 과정을 통해 축이 빠르게 회전한다
[그림-3] 원통형 세탁기 통회전 모터
강력한 회전력으로 빨래통을 돌리는 세탁기, 선로 위를 시속 수백㎞로 달리는 자기부상열차는 얼핏 봐서는 서로 아무 관련이 없어 보이는 기술들이다. 하지만 이들에겐 한 가지 공통점이 있다. 자기장과 전기를 이용해 강력한 추진력을 얻는 ‘리니어(linear·선형) 모터’의 원리를 이용했다는 것이다.
3) 리니어모터 기술 응용분야 (자기부상열차 적용)
리니어모터(LinearMotor) 정보 – 역사, 기본원리, 종류
1950년 영국의 Laithwaite 교수가 리니어모터에 관한 이론을 통한 연구를 시작하였으며, 이를 통하여 현재 리니어모터는 자기부상열차, 리니어모터카 등의 수송기관, FA기기, OA, HA 등에서 광범위하게 사용되고
이후 1946년 미국 웨스팅 하우스에서 리니어모터를 이용하여 항공모함에서의 비행기 이륙, 착륙 보조 장치 전기식 캐터펄트(Electro Pult)를 개발하여 이 후 여러 분야에서 응용이 확산되기 시작하였습니다.
움직이는 회전자모터의 경우 회전자 무게가 부하에 비해 작은 편이나 높은 유연성을 가진 케이블로 구성된 케이블 관리 시스템이 따로 필요합니다.
17 thg 5, 2021 — 2. 리니어모터의 기본원리 … 리니어모터는 일반 회전형 모터를 축방으로 잘라 놓은 형태를 지니고 있습니다. … 발생시키는 점이 다르나 구동원리는 근본적 …
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리니어모터(LinearMotor) 정보 – 역사, 기본원리, 종류
안녕하세요.
엠투플러스(M2Plus)의 리모를 찾아서 입니다.
리모를 찾아서에서 전달해드릴 리니어모터의 첫번째 정보는
1. 리니어모터의 역사
2. 리니어모터의 기본원리
3. 리니어모터의 종류
위의 3가지 정보에 대해 알아보도록 하겠습니다.
1. 리니어모터의 역사
리니어모터의 역사는 18세기 중반 섬유 공업 방적기에서 북을 움직이기 위해 처음 발명되었습니다.
이후 1946년 미국 웨스팅 하우스에서 리니어모터를 이용하여 항공모함에서의 비행기 이륙, 착륙 보조 장치 전기식 캐터펄트(Electro Pult)를 개발하여 이 후 여러 분야에서 응용이 확산되기 시작하였습니다.
1950년 영국의 Laithwaite 교수가 리니어모터에 관한 이론을 통한 연구를 시작하였으며, 이를 통하여 현재 리니어모터는 자기부상열차, 리니어모터카 등의 수송기관, FA기기, OA, HA 등에서 광범위하게 사용되고
있습니다.
2. 리니어모터의 기본원리
리니어모터는 일반 회전형 모터를 축방으로 잘라 놓은 형태를 지니고 있습니다.
일반모터는 회전형의 운동력을 발생시키는 것에 비해 리니어모터는 직선방향으로 미는 힘인 추력을
발생시키는 점이 다르나 구동원리는 근본적으로 같다고 보면 되겠습니다.
보다 쉽게 설명하면 ‘평평하게 펼쳐진 일반 회전형 모터’ 로 정의 가능하고, 동작원리는 리니어모터와
회전형모터가 같다고 보시면 되겠습니다.
동작원리 : 리니어모터 = 회전형모터
차이점으로는 일반 회전형모터는 회전자가 돌아가지만 고정자는 고정되어 있고, 리니어모터 시스템은
회전자 또는 영구자석 트랙 중 하나를 움직이게 할 수 있습니다.
움직이는 회전자모터의 경우 회전자 무게가 부하에 비해 작은 편이나 높은 유연성을 가진 케이블로 구성된 케이블 관리 시스템이 따로 필요합니다.
3. 리니어모터의 종류
1) LIM(Linear Induction Motor) : 대추력을 얻기 위한 리니어 유도 모터
2) LSM(Linear Synchronous Motor) : 고속 운송을 위한 리니어 동기 모터
3) LPM(Linear Puslse Motor) : 개루프 위치 서보를 위한 리니어 펄스 모터
4) LDM(Linear Direct-current Motor) : 고정밀도 위치 결정을 위한 리니어 직류 모터
위치 결정료소로서는 LIM, 고속 및 대추력 제어에 적합한 LSM,
저추력 및 고위치 결정 정도의 제어에는 LDM, 폐루프 제어가 잘 되어 제어가 간단한 모터는 LPM
직선 구동 시 각 기종마다의 특성을 비교하여 적재적소에 적절히 응용해야 합니다.
저희 엠투플러스(M2Plus)의 리니어모터를 더 자세히 알아보고 싶으신 분들은
유튜브채널 : https://www.youtube.com/channel/UCEthooIvQiHrcn-TiNAUG9w
홈페이지주소 : http://www.m2plus.kr/
전화번호 : 02-2083-1611~2
E-mail : [email protected]
로 문의하시면 보다 자세하게 상담 도와드리도록 하겠습니다.
감사합니다.
[전기철도입문(5)] 리니어 모터 – i-매거진
리니어 모터는 바로 이 원리를 이용하고 있다. 일반 모터에는 직류전원으로 움직이는 직류 모터와 교류전원으로 작동하는 교류 모터가 있다. 또 교류 모터에는 유도 …
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How does a linear motor work?
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리니어 모터 엔코더란? 자기 부상 열차의 원리 – My Career
이 원리는 자기 부상 열차의 원리와 상동합니다. 전자석을 이용한 상.하 리니어 모터 구조를 가지고 있고 전자석에 전원을 공급하여 자기장을 발생시키면, 자기장이 발생한 전자석에 레일이 붙으려고 하는 힘이 생깁니다. 이 순간 전압을 조정해서 열차와 레일의 간격을 유지하며 수직 방향으로 나아가게 됩니다.
회전형 모터는 직선 운동을 원할 경우 스크류, 체인, 기어 등의 부속 장치가 필요하여 마찰이 크고 에너지 손실 및 소음 발생이 심하게 됩니다. 하지만 리니어 모터는 직선 구동력을 직접 발생시키는 특유의 이점이 있어 직선 운동이 필요한 산업 현장에서는 절대적으로 유리한 위치에 있습니다.
리니어 모터 엔코더란 리니어 엔코더(스케일)이 리니어 모터에 달려 변위 값을 측정해주는 부속품을 말합니다. 일반적인 회전형 모터에 달려 있는 로터리 엔코더와 다르게 리니어 모터 엔코더는 리니어 모터에 달려 있기 때문에 모터와 같이 변위 운동을 하게 됩니다.
4 thg 6, 2020 — 전자석을 이용한 상.하 리니어 모터 구조를 가지고 있고 전자석에 전원을 공급하여 자기장을 발생시키면, 자기장이 발생한 전자석에 레일이 붙으려고 하는 …
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엠투플러스(M2Plus) 리니어 모터, 리니어 스테이지 홍보영상
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리니어 모터 엔코더란? 자기 부상 열차의 원리
안녕하세요. 오늘은 리니어 모터와 리니어 모터 엔코더에 대해서 알아보겠습니다.
일반적인 모터와 다르게 직선으로 움직이는 리니어 모터는 회전운동을 직선 운동으로 바꿔주는 장치가 없기 때문에 보전성이 뛰어난 장점이 있습니다. 또한, 부속품이 줄어들기 때문에 마찰이 적어져 수명 및 운동의 정합성에도 큰 효과를 볼 수 있습니다.
리니어 모터의 원리는 자기 부상 열차의 원리와 같다고 생각하면서 포스팅을 시작하겠습니다.
리니어 모터 엔코더
리니어 모터란? (Linear Motor)
리니어 모터(Linear motor)는 회전운동을 직선운동으로 바꿔주는 모터입니다. 일반적인 모터는 회전운동을 하지만 리니어 모터는 직선운동을 한다는 큰 차이점이 있습니다.
리니어 모터의 개념도
위의 그림과 같이 일반 모터를 축의 방향으로 펼쳐 놓은 형태라고 생각하시면 됩니다. 기존 일반 모터는 회전 운동 출력하는데 반해 리니어 모터는 직선 방향으로 힘을 발생시키는 점이 다른 점입니다.
일반 모터의 경우 원의 형태에 회전 운동 출력이라 무한 연속 운동을 하지만 리니어 모터는 구조적으로 유한 운동을 합니다. 또한, 회전형 모터에 비하면 공극이 커서 자속 분포, 추력 특성에 있어 영향을 많이 받아서 효율이 좋지 못합니다.
회전형 모터는 직선 운동을 원할 경우 스크류, 체인, 기어 등의 부속 장치가 필요하여 마찰이 크고 에너지 손실 및 소음 발생이 심하게 됩니다. 하지만 리니어 모터는 직선 구동력을 직접 발생시키는 특유의 이점이 있어 직선 운동이 필요한 산업 현장에서는 절대적으로 유리한 위치에 있습니다.
추가로 회전형 로타리 엔코더를 장착해야 되고 리니어 모터에는 리니어 모터 엔코더를 장착해야 합니다.
리니어 모터의 종류
리니어 유도 모터
리니어 동기 모터
리니어 펄스 모터
리니어 직류 모터
리니어 유도 모터(LIM, Linear Induction Motor)는 일반적으로 대추력을 얻기 위한 교류형(AC) 모터이고 리니어 동기모터(LSM, Liner Synchronous Motor)는 고속 운송에 쓰이는 모터입니다.
이런 모터 말고도 개루프 위시 서보를 위한 리니어 펄스 모터(LPM, Linear Pulse Motor), 고정밀도 위치결정을 위한 리니어 직류 모터(LDM, Linear Direct Current Motor)가 있습니다.
리니어 모터 구동 원리
기본적인 구동원리는 플레밍의 왼손법칙을 이용하고 있습니다. 아래 그림과 같이 이동자(Stator Core), 고정자(Mover Core)로 구성되어 있습니다.
마주 보는 두 평평한 판이 마치 서로 미끄러지듯이 움직이게 됩니다. 여기서 플레밍의 왼손 법칙대로 움직임이 발생합니다. 이동자에서 전류가 나오고, 고정자에서 자계가 발생하여 이에 수직 방향으로 힘이 발생합니다.
즉, 이동자의 전자석에서 전류를 흘려 극변화를 시키고 고정자의 극과 같으면 밀어내는 힘이 작요하고 극이 다르면 서로 당기는 힘이 작용하여 직선 운동을 하게 됩니다.
출처 : https://blog.naver.com/kspark222/221693826820
리니어 모터는 회전운동을 직선운동으로 바꿔주는 부품이 필요 없어 카메라모듈 장비, 유기발광다이오드(OLED) 생산장비, 스마트폰 생산 및 검사장비, 초정밀공작기계 등에 사용됩니다.
이 원리는 자기 부상 열차의 원리와 상동합니다. 전자석을 이용한 상.하 리니어 모터 구조를 가지고 있고 전자석에 전원을 공급하여 자기장을 발생시키면, 자기장이 발생한 전자석에 레일이 붙으려고 하는 힘이 생깁니다. 이 순간 전압을 조정해서 열차와 레일의 간격을 유지하며 수직 방향으로 나아가게 됩니다.
출처 : https://blog.naver.com/kspark222/221693826820
더불어, 레일과 나란히 달린 리니어 모터에 전원을 공급하면 8mm 떨어진 레일에도 전류가 흘러 자기장이 발생한다. 리니어 모터와 레일 간 전자석은 전류의 방향이 서로 엇갈려 앞에서는 서로 당기고, 뒤에서는 서로 미는 방식이 나타나게 됩니다.
리니어 모터 엔코더
리니어 모터 엔코더란 리니어 엔코더(스케일)이 리니어 모터에 달려 변위 값을 측정해주는 부속품을 말합니다. 일반적인 회전형 모터에 달려 있는 로터리 엔코더와 다르게 리니어 모터 엔코더는 리니어 모터에 달려 있기 때문에 모터와 같이 변위 운동을 하게 됩니다.
위의 그림과 같이 모터에 달려있습니다. 회전형 모터에 달려있는 엔코더는 변위 운동을 하지 않지만 리니어 모터 엔코더는 변위 운동을 하기 때문에 취부에 있어 주의할 점이 있습니다.
리니어 엔코더에 대해서는 저의 다음 글에서 살펴보도록 하겠습니다.
부족한 글 읽어주셔서 감사합니다.
리니어 모터 기초
리니어 모터를 쉽게 설명하자면 ‘편평하게 펼쳐진 로터리 모터’로 정의할 수 있다. 리니어 모터와 로터리 모터의 동작 원리는 동일하다. 회전자가 에폭시로 싸여진 권선으로 구성 되고, 트랙은 강철에 영구자석(보통 고출력 희토류 자석을 많이 사용한다)을 부착하여 조립한다. 모터의 회전자는 권선·홀 효과 보드·서미스터(온도 모니터링 기능) 및 전기적인 접속을 포함한다. 로터리 모터에서 회전자와 고정자는 회전자를 지지하고 움직이는 부품 사이의 공극을 유지하기 위한 로터리 베어링이 필요하다. 마찬가지로 리니어 모터는 영구자석 트랙의 자기장내에 회전자의 위치를 유지하는 리니어 가이드 레일이 필요하다. 로터리 서보 모터가 인코더를 탑재해 샤프트 위치를 피드백하는 것처럼, 리니어 모터도 리니어 방향에서 위치 피드백을 위해 인코더를 사용한다. 리니어 인코더를 사용할 때에는 부하 위치의 정확도를 높이기 위해 위치를 부하에서 직접 측정한다.
슬롯리스 아이언리스: 슬롯리스 아이언리스 플랫 모터는 권선 계열이 알루미늄 베이스에 탑재된 형태를 취하고 있다. 회전자에 철이 없기 때문에 모터는 잡아당기는 힘이나 코깅이 없다(이는 U-채널 모터도 동일하다). 이 설계는 특정한 응용사례에서 베어링의 수명에 도움을 준다. 대부분의 응용사례에 맞추기 위해 회전자를 상부 또는 측면에서 탑재할 수 있게 설계되었다. 스캐닝 등 부드러운 속도 제어가 필요한 곳에 이상적이다. 하지만 플랫 트랙 설계로 인해 출력이 낮은 것이 단점이다. 또한 플랫 영구자석 트랙은 높은 누설 전류를 일으킨다. 따라서 영구자석 트랙과 다른 인력 물체 사이에서 조작자를 트래핑하는 영구자석으로부터 부상을 방지하기 위해 주의를 기울여야 한다.
리니어 모터가 출현하기 전까지, 모든 직선운동은 볼 또는 롤러 나사나 벨트/풀리를 사용하는 방식에 의한 회전 기계가 담당했다. 여전히 많은 응용사례(높은 부하가 걸리는 곳과 구동축이 수직면에 있는 곳 등)에서 이 방법이 최선의 해결책으로 남아있다. 하지만 리니어 모터는 아주 고속 또는 아주 저속 환경·높은 가속도·거의 0에 가까운 유지보수 비용(접촉 부분이 없기 때문이다), 백래시가 없는 높은 정확도 등 다양한 이점을 제공한다. 기어나 커플링 혹은 풀리가 필요 없는 모터를 통해 직선 동작을 확보함으로써 성능을 저하시키고 기계의 수명을 단축시키는 불필요한 구성 요소를 제거될 수 있다. 따라서 많은 응용사례에 해답을 제시한다.
리니어 모터를 쉽게 설명하자면 ‘편평하게 펼쳐진 로터리 모터’로 정의할 수 있다. 리니어 모터와 로터리 모터의 동작 원리는 동일하다. 회전자가 에폭시로 싸여진 권선 …
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리니어 모터 기초
역할·종류 총망라
실제 산업에서 응용할 수 있는 분야가 꾸준히 증가함에 따라 리니어 모터의 위상이 강화되어왔다. 다양한 리니어 모터 개요에 대해 알아보고, 로터리 모터와 어떤 차이점이 있는지 설명한다.
리니어 모터는 산업 응용이 용이하고 응용사례가 늘어남에 따라 지난 10여 년 간 극적인 증가세를 보였다.
리니어 모터를 쉽게 설명하자면 ‘편평하게 펼쳐진 로터리 모터’로 정의할 수 있다. 리니어 모터와 로터리 모터의 동작 원리는 동일하다. 회전자가 에폭시로 싸여진 권선으로 구성 되고, 트랙은 강철에 영구자석(보통 고출력 희토류 자석을 많이 사용한다)을 부착하여 조립한다. 모터의 회전자는 권선·홀 효과 보드·서미스터(온도 모니터링 기능) 및 전기적인 접속을 포함한다. 로터리 모터에서 회전자와 고정자는 회전자를 지지하고 움직이는 부품 사이의 공극을 유지하기 위한 로터리 베어링이 필요하다. 마찬가지로 리니어 모터는 영구자석 트랙의 자기장내에 회전자의 위치를 유지하는 리니어 가이드 레일이 필요하다. 로터리 서보 모터가 인코더를 탑재해 샤프트 위치를 피드백하는 것처럼, 리니어 모터도 리니어 방향에서 위치 피드백을 위해 인코더를 사용한다. 리니어 인코더를 사용할 때에는 부하 위치의 정확도를 높이기 위해 위치를 부하에서 직접 측정한다.
리니어 모터 제어는 로터리 모터와 동일하다고 볼 수 있다. 회전자와 트랙 사이에 기계적인 연결이 전혀 없는 것. 즉, 마치 브러시리스 로터리 모터와 같이 브러시가 없다.
회전자가 돌아가지만 고정자는 고정되어 있는 로터리 모터와 달리, 리니어 모터 시스템은 회전자 또는 영구자석 트랙 중 하나를 움직이게 할 수 있다(위치 결정 시스템 응용은 대부분 움직이는 회전자와 고정된 트랙을 사용한다). 움직이는 회전자 모터의 경우 회전자 무게가 부하에 비해 작은 편이다. 하지만 높은 유연성을 가진 케이블로 구성된 케이블 관리 시스템이 필요하다. 반대로 트랙 장치를 움직이면 모터는 영구자석 트랙의 중량과 함께 부하를 이동시켜야 한다. 하지만 케이블 관리 시스템은 필요 없다.
로터리 모터와 리니어 모터는 유사한 전자 기계 원리를 적용한다. 로터리 모터에서 토크를 생성하는 동일한 전자석 힘이 리니어 모터에서는 힘을 생성한다. 따라서 리니어 모터는 로터리 모터처럼 동일한 제어와 프로그램이 가능한 위치 결정을 사용한다.
리니어 모터는 모양에 따라 플랫형과 U-채널 또는 튜브형으로 구분할 수 있다. 개별적인 응용에 대한 가장 적절한 설정은 사양과 동작 환경에 따라 다르다.
원통형 이동-영구자석 리니어 모터
원통형 이동-영구자석 설계를 보자. 회전자는 원통형 구조를 띠고 있으며 영구자석을 품고 있는 원통형의 막대를 따라 움직인다. 상업적인 응용 사례에서 가장 찾기 쉬운 형태다. 하지만 자체의 편평함과 U-채널 상대 품목의 공간 절약적인 특성을 모두 활용하는 구조는 아니다.
원통형 이동-영구자석 리니어 모터의 자기회로는 이동 영구자석 액추에이터의 자기회로와 유사하다. 하지만 권선이 스트로크를 증대시키기 위해 반복적으로 배치되어 있다는 점이 다르다. 권선은 일반적으로 홀 효과 장치를 사용하는 브러시리스 전환 기능을 가진 3상으로 구성된다.
회전자는 원통형으로 만들어져있다. 영구자석 막대를 상하로 이동시킨다. 영구자석 막대는 누설 자속에 민감한 응용사례에는 적합하지 않다. 또한 영구자석 막대와 인력이 작용하는 표면 사이에 신체나 여타 물건이 들어가면 사고로 이어질 수 있으므로 주의해야 한다.
튜브형 모터 설계에는 한 가지 잠재적인 문제가 있다. 이동거리가 늘어날 때 문제점이 드러나는 것. 튜브형 모터 설계는 모터가 완전히 원통형이고 막대를 상하로 이동하는 형태를 취하고 있다. 따라서 이 설계는 종단부에만 지지 지점을 가지고 있다. 막대 내의 굴절로 영구자석이 회전자를 접촉하지 않게 하기 위해 길이에 한계가 있다. U-채널 리니어 모터
U-채널 리니어 모터는 금속판 사이에 있는 회전자와 함께 서로 마주보는 2개의 평행 영구자석 트랙을 가지고 있다. 회전자는 영구자석 트랙 내에 있다. 베어링 시스템이 회전자를 지지한다.
회전자는 아이언리스 형태를 띠고 있다. 이는 회전자와 영구자석 트랙 사이에 생기는 인력에 지장을 주는 힘이 없음을 의미한다. 아이언리스 권선 조립 부품은 질량이 낮으며 높은 가속도를 실현한다.
일반적으로 권선은 브러시리스 전환 기능이 있는 3상 형태를 취한다. 모터에 공기 냉각 기능을 추가함으로써 성능 증가를 꾀할 수 있다. 수랭식 냉각도 고려할 수 있다.
이 설계는 영구 자석이 서로 마주하고 있고, U자형 채널에 위치하기 때문에 누설자속을 줄이는 데에 적합하다. 또한 강력한 자기 인력으로부터 손상 위험을 최소화한다.
자석 트랙 설계는 이동거리 면에서 유리하다. 서로 결합함으로써 이동거리를 늘릴 수 있는 것. 하지만 케이블 관리 시스템 길이와 인코더 길이 그리고 크고 편평한 구조를 가공하는 능력 등으로 인해 동작 거리에 제한이 생긴다.
플랫 리니어 모터
플랫 리니어 모터(모두 브러시리스)는 슬롯리스 아이언리스, 슬롯리스 아이언, 슬롯 아이언 등 3가지 형태가 있다. 모터 형태 중 가장 알맞은 형태를 선택하기 위해서는 우선 모터에 대한 이해가 필요하다.
슬롯리스 아이언리스: 슬롯리스 아이언리스 플랫 모터는 권선 계열이 알루미늄 베이스에 탑재된 형태를 취하고 있다. 회전자에 철이 없기 때문에 모터는 잡아당기는 힘이나 코깅이 없다(이는 U-채널 모터도 동일하다). 이 설계는 특정한 응용사례에서 베어링의 수명에 도움을 준다. 대부분의 응용사례에 맞추기 위해 회전자를 상부 또는 측면에서 탑재할 수 있게 설계되었다. 스캐닝 등 부드러운 속도 제어가 필요한 곳에 이상적이다. 하지만 플랫 트랙 설계로 인해 출력이 낮은 것이 단점이다. 또한 플랫 영구자석 트랙은 높은 누설 전류를 일으킨다. 따라서 영구자석 트랙과 다른 인력 물체 사이에서 조작자를 트래핑하는 영구자석으로부터 부상을 방지하기 위해 주의를 기울여야 한다.
슬롯리스 아이언: 슬롯리스 아이언 플랫 모터는 슬롯리스 아이언리스 모터와 유사한 구조를 가지고 있다. 권선을 얇은 철판에 탑재한 뒤 알루미늄 베이스에 탑재하는 것이 차이점이다. 철판은 자기장을 만들고 힘을 높이기 위해 쓰인다. 회전자와 트랙 사이에서 인력이 생성되며, 모터에 만들어지는 힘에 비례한다. 철판이 있기 때문에 코깅 또한 존재한다.
슬롯리스 아이언 플랫 모터는 회전자가 자석 트랙에 있을 때 회전자와 트랙 사이에 서로 인력이 작용하여 상처를 낼 수 있기 때문에 세심한 주의를 기울여야 한다. 슬롯리스 아이언 설계는 아이언리스 설계보다 더 많은 힘을 만든다.
슬롯 아이언: 이 리니어 모터는 권선을 철 구조 내에 삽입한다. 철심은 권선에 의해 생성되는 자기장을 집중시켜 모터 출력을 대폭 높인다. 철심 전기자와 영구자석 트랙 사이의 강력한 인력은 에어베어링 시스템의 사전 예압을 위해 사용할 수 있다. 하지만 베어링 마모를 증대시키는 요인이 되기도 하므로 주의하여야 한다. 영구자석을 경사지게 하면 코깅력이 감소할 수 있다.
현재 상황
리니어 모터가 출현하기 전까지, 모든 직선운동은 볼 또는 롤러 나사나 벨트/풀리를 사용하는 방식에 의한 회전 기계가 담당했다. 여전히 많은 응용사례(높은 부하가 걸리는 곳과 구동축이 수직면에 있는 곳 등)에서 이 방법이 최선의 해결책으로 남아있다. 하지만 리니어 모터는 아주 고속 또는 아주 저속 환경·높은 가속도·거의 0에 가까운 유지보수 비용(접촉 부분이 없기 때문이다), 백래시가 없는 높은 정확도 등 다양한 이점을 제공한다. 기어나 커플링 혹은 풀리가 필요 없는 모터를 통해 직선 동작을 확보함으로써 성능을 저하시키고 기계의 수명을 단축시키는 불필요한 구성 요소를 제거될 수 있다. 따라서 많은 응용사례에 해답을 제시한다.
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LINEAR 제품 개요 – (주)TSA
리니어 모터의 원리. 리니모터를 사용한 시스템 구성 … 공극의 변동은 모터 출력에 반영되고, 출력변화시 속도 및 위치제어를 위해 서보제어시스템의 보상이 있어야 …
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MOTOR! that anyone can understand in 10 minutes. In fact, there is no need to know
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모터 원리와 선정 방법, 리니어 모터 중심으로 종류, 원리, 토크 …
– 고정자로 영구자석을 사용하고, 회전자(전기자)로 코일을 사용하여 구성한 것으로, 전기자에 흐르는 전류의 방향을 전환함으로써 자력의 반발, 흡인력으로 회전력 을 생성시키는 모터이다.
예제 Ball screw 구동, 이송량 180mm, 위치 결정 시간 0.8sec 가속 시간: 0.2sec, 초기 기동 속도 : 0Hz, 운전 속도 : 10,000Hz
유지보수 기계적 접촉이 없으므로 마모가 없다. 강성 리니어 모터의 자석 배열이나 코일 어셈블리는 일체형 구조로 매우 단단하며 탄성계수가 베어링이나 구조강의 수준임.
4 thg 2, 2017 — 리니어 모터(Linear Motor) … – 『볼스크류와 같은 직선 구동』을 위한 보조 기구부 없이 선형 운동을 하는 전자기적 모터 1.2 18세기 중반 섬유 공업에서 …
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국내 중소기업, 특허받은 초정밀 리니어 모터 일본 수출_산업뉴스[산업방송 채널i]
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모터 원리와 선정 방법, 리니어 모터 중심으로 종류, 원리, 토크 계산
모터 원리, 선정 방법 [리니어 모터를 중심으로]
Motor 종류
모터
– 전기 에너지를 기계 에너지 로 바꾸는 기계.
– 대부분이 회전운동을 하나 직선 운동을 하는 것도 있음.
모터의 종류
DC Motor
AC Motor
Stepping Motor
기타
Motor 원리 종류 특징 제어
DC 모터
– 고정자로 영구자석을 사용하고, 회전자(전기자)로 코일을 사용하여 구성한 것으로, 전기자에 흐르는 전류의 방향을 전환함으로써 자력의 반발, 흡인력으로 회전력 을 생성시키는 모터이다.
DC 모터의 특징
– 기동 토크가 크다
– 인가전압에 대하여 회전특성이 직선적으로 비례한다
– 입력전류에 대하여 출력 토크가 직선적으로 비례하며, 출력 효율이 양호하다
– 가격이 저렴하다
[모터 원리, 선정] DC 모터의 구성『AC Motor』
– 동기기형 ( Synchronous Type )
– 유도기형 ( Induction Type )
동기기형
– DC 모터와 반대로 자석이 회전자에 부착되어 있고, 전기자 권선은 고정자측에 감겨 있다.
– 회전자에 영구자석 이 있는 형태로 구조가 복잡.
– 제어 시 회전자의 위치를 검출해야 함.
– BLDC (Brushless DC) 모터와 구조 동일함.
유동기형
– 고정자측에 프레임과 고정자 코어, 전지가 권선이 있고 회전자는 샤프트, 회전자 코어 그리고 코어의 외경에 도전체가 조립된 구조.
– 사용 전원 주파수에 의해서 속도가 정해짐.
– 구조가 견고하고 취급이 쉽다.
– 기동 토크가 작다.
[모터 원리, 선정] 유동기형의 구성Stepping Motor
– 펄스에 의한 제어로 일정한 각도의 회전이 쉬운 모터이다.
– 디지털 신호로 제어하므로 컴퓨터로 사용하기에 쉽다.
– 특정 주파수에서 진동, 공진이 발생하기 쉽고 관성이 있는 부하에 약하다.
– 고속 운전 시 탈조 발생이 쉽다.
[모터 원리, 선정] 스테핑 모터의 구성리니어 모터(Linear Motor)
– 『볼스크류와 같은 직선 구동』을 위한 보조 기구부 없이 선형 운동을 하는 전자기적 모터 1.2 18세기 중반 섬유 공업에서 방적기의 북으로 개발 사용.
– 1946년 미국 웨스팅하우스에서 항공모함 비행기 이륙 보조 장치인 electropult로 개발한 이후 응용 확대
– 1950년대 영국의 Laithwaite교수에 의하여 체계적인 연구 시작됨
리니어 모터 원리
– 작동 원리는 회전 모터와 기본적으로 같음
– 일반 회전형 모터를 축 방향으로 잘라서 펼쳐 놓은 형태이다.
[모터 원리, 선정] 리니어 모터의 원리☆ 리니어 모터(Linear Motor) 장점, 단점
리니어 모터의 장점
– 이송 거리의 무제한성 : 고정자 블록만 연결하면 모터의 이송 거리를 필요한 만큼 연장 가능
– 이송 속도 : 정밀 이송이 가능한 리니어 모터의 속도 범위 는 1mm/sec~10m/sec이다.
– 가속도 : 모터의 추력과 관성의 비가 약 30:1로 매우 높아 모터 출력의 대부분이 부하를 이송하는 데 효과적으로 이용됨.
– 부드러운 움직임 : 기계적 접촉면이 없으므로 기존 직동 장치를 이용한 경우보다 부드럽게 움직임
유지보수 기계적 접촉이 없으므로 마모가 없다. 강성 리니어 모터의 자석 배열이나 코일 어셈블리는 일체형 구조로 매우 단단하며 탄성계수가 베어링이나 구조강의 수준임.
볼스크류, 랙 피니언, 커플링 등을 사용하는 경우보다 높은 강성을 가짐. 다중 슬라이드 장착 하나의 고정자 레일에 여러 개의 이동자 코일을 올려서 운전할 수 있다.
리니어 모터의 단점
– 고비용 : 다른 직동 장치를 이용 하는 경우보다 비용이 많이 든다
– 공극 유지 : 가동부와 고정부 사이의 공극을 일정하게 유지하기 위한 지지구조가 필요하다.
– 낮은 효율 : 회전형 모터보다 구조적으로 단부가 존재하므로 end effect가 발생, 효율이 높지 않다.
– 발열
Motor 원리 종류 특징 제어
Motor의 선정 방법
– 구동 기구 선정 : Ball screw, Belt Pulley 등 사용할 구동 기구 결정
– 요구 사양 확인 : 이송 속도 및 구동 시간, 위치 결정거리 및 경정 시간 등 구동 조건, 분해능, 사용 전압 등 확인.
– 부하 계산 : Motor 구동축에서의 부하 Torque 및 부하 관 성 Moment 계산.
– Motor 기종 선택 : 요구 사양에 적합한 기종 선택.
– 선정 계산 : 선정된 Motor의 사양이 요구 사양에 만족하는지 확인.
☆ Motor의 부하 계산
– 부하 Torque 계산
Ball screw
[모터 원리, 선정] 모터 부하 계산 – Toque 계산선정 예
예제 Ball screw 구동, 이송량 180mm, 위치 결정 시간 0.8sec 가속 시간: 0.2sec, 초기 기동 속도 : 0Hz, 운전 속도 : 10,000Hz
[모터 원리, 선정] 부하 토크 계산 [모터 원리, 선정] 부하 토크 계산식모터 원리, 선정 방법 [리니어 모터를 중심으로]
리니어모터의 제어시스템과 구동회로 – KoreaScience
리니어모터 (Linear Motor)는 직접적인 직선형 구동력을 … 유지보수 편리성 등의 특징을 가진 리니어모터는 직선 구동 … 2.2 리니어모터의 종류별 원리도 …
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Why do we have to perform homing in CNC machine every morning? Encoder, homing and feedback.
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