Линейный шаговый двигатель, также известный каклинейный шаговый двигательЛинейный шаговый двигатель, представляющий собой магнитный роторный сердечник, взаимодействует с импульсным электромагнитным полем, генерируемым статором, создавая вращение, а внутри двигателя он преобразует вращательное движение в линейное. Линейные шаговые двигатели могут напрямую совершать линейное или линейно-возвратно-поступательное движение. Если в качестве источника энергии для преобразования в линейное движение используется вращательный двигатель, требуются шестерни, кулачковые механизмы и механизмы, такие как ремни или тросы. Первое представление линейных шаговых двигателей состоялось в 1968 году, и на следующем рисунке показаны некоторые типичные линейные шаговые двигатели.
Основной принцип работы линейных двигателей с внешним приводом.
Ротор линейного шагового двигателя с внешним приводом представляет собой постоянный магнит. Когда ток протекает через обмотку статора, обмотка статора генерирует векторное магнитное поле. Это магнитное поле приводит ротор во вращение на определенный угол, так что направление пары магнитных полей ротора совпадает с направлением магнитного поля статора. Когда векторное магнитное поле статора поворачивается на угол, ротор также поворачивается на угол с этим магнитным полем. При каждом электрическом импульсе на входе электрический ротор поворачивается на один угол и перемещается на один шаг вперед. Он выдает угловое смещение, пропорциональное количеству импульсов на входе, и скорость, пропорциональную частоте импульсов. Изменение порядка включения обмоток приводит к изменению направления вращения двигателя. Таким образом, вращение шагового двигателя можно контролировать, управляя количеством импульсов, частотой и порядком включения обмоток двигателя каждой фазы.
В качестве выходной оси двигателя используется винт, а внешняя приводная гайка зацепляется с винтом снаружи двигателя, предотвращая его вращение относительно друг друга и обеспечивая линейное перемещение. В результате получается значительно упрощенная конструкция, позволяющая использовать линейные шаговые двигатели напрямую для точного линейного перемещения во многих областях применения без установки внешнего механического механизма.
Преимущества линейных двигателей с внешним приводом
Прецизионные линейные винтовые шаговые двигатели могут заменить цилиндры внекоторые приложенияБлагодаря этому достигаются такие преимущества, как точное позиционирование, регулируемая скорость и высокая точность. Шаговые двигатели с линейным винтовым приводом используются в широком спектре применений, включая производство, прецизионную калибровку, прецизионное измерение жидкостей, точное перемещение положения и многие другие области с высокими требованиями к точности.
▲Высокая точность, воспроизводимость позиционирования до ±0,01 мм
Шаговый двигатель с линейным винтом уменьшает проблему интерполяции благодаря простому механизму передачи, точности позиционирования, повторяемости и абсолютной точности. Его проще реализовать, чем "поворотный двигатель + винт". Точность повторного позиционирования обычного винта в шаговом двигателе с линейным винтом может достигать ±0,05 мм, а точность повторного позиционирования шарикового винта — ±0,01 мм.
▲ Высокая скорость, до 300 м/мин
Скорость шагового двигателя линейного винта составляет 300 м/мин при ускорении 10g, в то время как скорость шарикового винта составляет 120 м/мин при ускорении 1,5g. Скорость шагового двигателя линейного винта будет дополнительно улучшена после успешного решения проблемы перегрева, в то время как скорость вращающегося серводвигателя и шарикового винта имеет ограничения по скорости, и дальнейшее ее улучшение затруднительно.
Длительный срок службы и простота в обслуживании
Шаговый двигатель с линейным винтовым приводом подходит для высокоточной обработки, поскольку в нем отсутствует контакт между подвижными и неподвижными частями благодаря монтажному зазору, а также отсутствует износ, вызванный высокоскоростным возвратно-поступательным движением подвижных частей. Шариковый винт не может гарантировать точность при высокоскоростном возвратно-поступательном движении, а высокоскоростное трение приводит к износу винтовой гайки, что влияет на точность движения и не соответствует требованиям высокой точности.
Выбор линейного двигателя с внешним приводом
При разработке изделий или решений, связанных с линейным перемещением, мы рекомендуем инженерам сосредоточиться на следующих моментах.
1. Какова нагрузка системы?
Нагрузка системы включает статическую и динамическую нагрузку, и зачастую размер нагрузки определяет базовый размер двигателя.
Статическая нагрузка: максимальное усилие, которое винт может выдержать в состоянии покоя.
Динамическая нагрузка: максимальная тяга, которую может выдержать винт в движении.
2. Какова линейная скорость вращения двигателя?
Скорость вращения линейного двигателя тесно связана с шагом винта: один оборот винта равен одному шагу гайки. Для низких скоростей целесообразно выбирать винт с меньшим шагом, а для высоких — винт большего шага.
3. Каковы требования к точности системы?
Точность винта: точность винта обычно измеряется линейной точностью, то есть погрешностью между фактическим и теоретическим ходом после вращения винта в течение одного оборота.
Точность повторного позиционирования: точность повторного позиционирования определяется как точность системы, позволяющая многократно достигать заданной позиции, что является важным показателем для системы.
Люфт: люфт винта и гайки в состоянии покоя, когда их относительное перемещение по двум осям увеличивается. С увеличением времени работы люфт также возрастает из-за износа. Компенсация или коррекция люфта может быть достигнута с помощью гайки, устраняющей люфт. При необходимости двунаправленного позиционирования люфт является проблемой.
4. Другие варианты выбора
При выборе необходимо также учитывать следующие моменты: Соответствует ли крепление линейного шагового двигателя механической конструкции? Как будет осуществляться соединение перемещаемого объекта с гайкой? Каков эффективный ход винтового стержня? Какой тип привода будет использоваться?
Дата публикации: 16 ноября 2022 г.