步進電機是一種通過直線產(chǎn)生力和運動的裝置?;诓竭M電機線性驅(qū)動器的使用步進電機作為旋轉(zhuǎn)電源。轉(zhuǎn)子內(nèi)部有一個螺紋精密螺母,而不是軸。軸由一個絲杠代替。當轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(例如在傳統(tǒng)模式下步進電機直線運動直接通過螺母和螺紋實現(xiàn)。直接在電機內(nèi)部完成旋轉(zhuǎn)到線性的轉(zhuǎn)換是有意義的,因為這種方法大大簡化了旋轉(zhuǎn)到線性應用的設計。這使得高分辨率和精度非常適合需要精確運動的應用。
與大多數(shù)直線電機一樣,直線步進電機本質(zhì)上是旋轉(zhuǎn)設計的一種變體,徑向切割并平放。在操作和性能方面與其旋轉(zhuǎn)對應物類似,線性步進電機通常作為開環(huán)系統(tǒng)運行,并且能夠在高速和加速度下提供高分辨率。
這些年來,,步進電機它已被廣泛應用于各種應用中。隨著小型化、計算機控制和成本降低的趨勢,混合型步進電機致動器的應用范圍越來越廣。特別是,近年來線性電機的使用迅速擴大。這些精確可靠的電機可以在許多應用中找到,包括血液分析儀和其他醫(yī)療儀器、自動舞臺照明、成像設備、HVAC設備、閥門控制、打印設備、XY儀表、集成芯片制造、檢查和測試設備。這種吸引人的技術(shù)解決方案消除了大量部件的使用以及與裝配、采購、庫存等相關(guān)的成本。這些電機的應用僅限于設計師的想象力。
直線步進電機幾乎完全混合設計,有兩個主要部件-底座(也稱為壓板)和滑塊(也稱為壓板)。與其他直線電機設計不同,在直線電機中步進電機在中,壓板是一個被動元件一個鋼(或不銹鋼)板,上面有銑削槽。強制裝置包括帶槽齒的疊片、電機繞組和永磁體。磁鐵齒向線圈施加電流時產(chǎn)生的磁通量集中。壓齒也與壓板齒交錯(通常為1/4節(jié)距),以確保保持恒定的吸引力,并確保下一組齒將與線圈開關(guān)中的電流對齊。對于電機的每個完整步驟,推進器移動節(jié)距。
直線步進電機在這種情況下,底座或壓板是被動的,而推進器包含帶有開槽齒、繞組和永磁體的疊片。
穩(wěn)壓器和壓盤之間的磁通量將產(chǎn)生非常強的磁吸引力,因此軸承(機械滾柱軸承或空氣軸承)通常集成到直線電機系統(tǒng)中,以保持穩(wěn)壓器和壓盤之間的正確氣隙。使用空氣軸承時,壓盤用作空氣軸承表面。
直線步進電機可以執(zhí)行全步操作和微步操作,但微步操作通常用于最小化共振,當輸入脈沖速率與電機的固有振蕩頻率一致時,會發(fā)生共振。共振可能導致扭矩損失,并可能導致遺漏步驟和定位錯誤。微步也提高了電機的分辨率,但以犧牲轉(zhuǎn)矩為代價。
微步是旋轉(zhuǎn)的和線性的步進電機電機控制器細分電機的步進角,并用理想正弦波電流驅(qū)動每個相位。步進角最多可分256次,使步進更小,更好地控制電機的旋轉(zhuǎn)。此外,正弦波電流相隔90度,因此當一個繞組中的電流增大時,另一個繞組中的電流減小。與全步或半步操作相比,這可實現(xiàn)平穩(wěn)操作和更一致的扭矩產(chǎn)生。
微步為每個電機相位提供偏移90度的正弦波電流。
直線步進電機其主要缺點是速度-力關(guān)系差。這意味著,盡管它們在低速時可以產(chǎn)生很大的力,但它們的力會隨著速度的增加而急劇減小。然而,對于適用于低至中等力要求的開環(huán)操作的應用,線性是困難的步進電機它提供了一個易于設置和操作的解決方案,并以高速提供高分辨率。