Sebbene il movimento lineare venga spesso in mente quando si parla di Voice Coil Motors, le loro controparti rotanti sono altrettanto vitali in applicazioni che richiedono un posizionamento angolare preciso, un'oscillazione rapida o una coppia controllata. I Rotary Voice Coil Motors (RVCM) applicano gli stessi principi elettromagnetici fondamentali dei VCM lineari, ma sono configurati per produrre un movimento rotatorio anziché lineare. Questo li rende ideali per compiti che richiedono uno spostamento angolare esatto, una scansione rapida o regolazioni rotazionali stabili.
Il principio di funzionamento di un RVCM è un'adattamento diretto della forza di Lorentz. Invece di una bobina diritta che si muove all'interno di un campo magnetico lineare, un RVCM presenta tipicamente una bobina avvolta attorno a un asse centrale che ruota all'interno di un campo magnetico circolare o ad arco generato da magneti permanenti. Quando la corrente scorre attraverso la bobina, il campo magnetico risultante interagisce con il campo magnetico stazionario, generando una forza tangenziale che crea coppia, facendo ruotare l'assieme della bobina. Proprio come con i VCM lineari, la direzione e l'intensità della corrente applicata determinano direttamente la direzione e la forza della coppia, consentendo un controllo angolare molto preciso e dinamico.
Gli RVCM sono tipicamente disponibili in due tipi di progettazione principali: cilindrici e a segmento d'arco. I progetti cilindrici sono spesso utilizzati per applicazioni che richiedono angoli di rotazione maggiori, mentre i progetti a segmento d'arco sono adatti per escursioni angolari più piccole e posizionamento altamente preciso entro un intervallo limitato. Entrambi i progetti sfruttano i vantaggi intrinseci della tecnologia VCM:
Trasmissione diretta e assenza di gioco: Come i VCM lineari, le versioni rotanti sono a trasmissione diretta, il che significa che non sono coinvolti ingranaggi, cinghie o collegamenti meccanici nella trasmissione della potenza. Questo elimina il gioco, garantendo una risposta immediata e accurata ai segnali di controllo e migliorando la rigidità e la ripetibilità complessive del sistema.
Funzionamento senza cogging: Il design intrinseco dei VCM previene il cogging, che è la produzione di coppia irregolare presente in alcuni motori tradizionali. Ciò si traduce in un movimento rotatorio eccezionalmente fluido e uniforme, fondamentale per attività di scansione e allineamento sensibili.
Elevata accelerazione e assestamento rapido: Grazie alla loro bassa inerzia e all'efficiente generazione di forza, gli RVCM possono raggiungere accelerazioni angolari molto elevate e assestarsi rapidamente in una posizione desiderata, migliorando la produttività del sistema e le prestazioni dinamiche.
Eccellente controllabilità e bassa isteresi: La proporzionalità diretta tra corrente e coppia, combinata con una minima isteresi, consente un posizionamento angolare e un controllo della velocità estremamente precisi e ripetibili.
Elevata affidabilità e lunga durata: Senza contatto fisico tra la bobina mobile e i magneti stazionari, non c'è usura meccanica dovuta all'attrito, con conseguente lunga durata operativa e manutenzione ridotta.
I Rotary Voice Coil Motors trovano applicazioni critiche in diversi settori. Nei sistemi ottici, vengono frequentemente utilizzati per la scansione e l'inclinazione degli specchi nei sistemi laser, nello sterzo del fascio ad alta velocità e nelle regolazioni precise negli strumenti ottici. Sono parte integrante dei dischi rigidi per il posizionamento rapido e preciso delle testine di lettura/scrittura sui piatti. Nella tecnologia medica, gli RVCM possono essere trovati in apparecchiature diagnostiche che richiedono un movimento angolare preciso, come in alcuni dispositivi di scansione o sistemi di gestione dei fluidi. Svolgono anche un ruolo nella robotica, in particolare in bracci robotici più piccoli e di alta precisione o in effettori finali in cui il movimento angolare fluido e controllato è fondamentale. Inoltre, sono preziosi nelle apparecchiature di test e misurazione per l'indicizzazione angolare precisa e i test di vibrazione.
La loro capacità di fornire un movimento angolare preciso, veloce e fluido senza complessità meccaniche rende i Rotary Voice Coil Motors un componente indispensabile per gli ingegneri che progettano sistemi avanzati in cui le prestazioni e l'affidabilità non sono negoziabili.