步进电机是一种通过直线产生力和运动的装置。基于步进电机线性驱动器的使用步进电机作为旋转电源。转子内部有一个螺纹精密螺母,而不是轴。轴由一个丝杠代替。当转子旋转时(例如在传统模式下步进电机直线运动直接通过螺母和螺纹实现。直接在电机内部完成旋转到线性的转换是有意义的,因为这种方法大大简化了旋转到线性应用的设计。这使得高分辨率和精度非常适合需要精确运动的应用。
与大多数直线电机一样,直线步进电机本质上是旋转设计的一种变体,径向切割并平放。在操作和性能方面与其旋转对应物类似,线性步进电机通常作为开环系统运行,并且能够在高速和加速度下提供高分辨率。
这些年来,,步进电机它已被广泛应用于各种应用中。随着小型化、计算机控制和成本降低的趋势,混合型步进电机致动器的应用范围越来越广。特别是,近年来线性电机的使用迅速扩大。这些精确可靠的电机可以在许多应用中找到,包括血液分析仪和其他医疗仪器、自动舞台照明、成像设备、HVAC设备、阀门控制、打印设备、XY仪表、集成芯片制造、检查和测试设备。这种吸引人的技术解决方案消除了大量部件的使用以及与装配、采购、库存等相关的成本。这些电机的应用仅限于设计师的想象力。
直线步进电机几乎完全混合设计,有两个主要部件-底座(也称为压板)和滑块(也称为压板)。与其他直线电机设计不同,在直线电机中步进电机在中,压板是一个被动元件一个钢(或不锈钢)板,上面有铣削槽。强制装置包括带槽齿的叠片、电机绕组和永磁体。磁铁齿向线圈施加电流时产生的磁通量集中。压齿也与压板齿交错(通常为1/4节距),以确保保持恒定的吸引力,并确保下一组齿将与线圈开关中的电流对齐。对于电机的每个完整步骤,推进器移动节距。
直线步进电机在这种情况下,底座或压板是被动的,而推进器包含带有开槽齿、绕组和永磁体的叠片。
稳压器和压盘之间的磁通量将产生非常强的磁吸引力,因此轴承(机械滚柱轴承或空气轴承)通常集成到直线电机系统中,以保持稳压器和压盘之间的正确气隙。使用空气轴承时,压盘用作空气轴承表面。
直线步进电机可以执行全步操作和微步操作,但微步操作通常用于最小化共振,当输入脉冲速率与电机的固有振荡频率一致时,会发生共振。共振可能导致扭矩损失,并可能导致遗漏步骤和定位错误。微步也提高了电机的分辨率,但以牺牲转矩为代价。
微步是旋转的和线性的步进电机电机控制器细分电机的步进角,并用理想正弦波电流驱动每个相位。步进角最多可分256次,使步进更小,更好地控制电机的旋转。此外,正弦波电流相隔90度,因此当一个绕组中的电流增大时,另一个绕组中的电流减小。与全步或半步操作相比,这可实现平稳操作和更一致的扭矩产生。
微步为每个电机相位提供偏移90度的正弦波电流。
直线步进电机其主要缺点是速度-力关系差。这意味着,尽管它们在低速时可以产生很大的力,但它们的力会随着速度的增加而急剧减小。然而,对于适用于低至中等力要求的开环操作的应用,线性是困难的步进电机它提供了一个易于设置和操作的解决方案,并以高速提供高分辨率。