Lineær steppermotor, også kendt somlineær steppermotor, er en magnetisk rotorkerne, der ved at interagere med det pulserende elektromagnetiske felt, der genereres af statoren, producerer rotation. En lineær steppermotor inde i motoren konverterer roterende bevægelse til lineær bevægelse. Lineære steppermotorer kan udføre lineær bevægelse eller lineær frem- og tilbagegående bevægelse direkte. Hvis en roterende motor bruges som strømkilde til at konvertere til lineær bevægelse, kræves der gear, knaststrukturer og mekanismer såsom remme eller ledninger. Den første introduktion af lineære steppermotorer var i 1968, og den følgende figur viser nogle typiske lineære steppermotorer.
Grundprincippet for eksternt drevne lineære motorer
Rotoren i en eksternt drevet lineær steppermotor er en permanent magnet. Når strøm flyder gennem statorviklingen, genererer statorviklingen et vektormagnetfelt. Dette magnetfelt driver rotoren til at rotere i en bestemt vinkel, således at retningen af rotorens par af magnetfelter falder sammen med retningen af statorens magnetfelt. Når statorens vektormagnetfelt roterer med en vinkel, roterer rotoren også i en vinkel med dette magnetfelt. For hver elektrisk pulsindgang roterer den elektriske rotor med en vinkel og bevæger sig et trin fremad. Den udsender en vinkelforskydning proportional med antallet af indgående pulser og en hastighed proportional med pulsfrekvensen. Ændring af rækkefølgen af viklingsaktivering vender motoren om. Således kan steppermotorens rotation styres ved at styre antallet af pulser, frekvensen og rækkefølgen af aktivering af motorviklingerne for hver fase.
Motoren bruger en skrue som udgående akse, og en ekstern drivmøtrik er i indgreb med skruen uden for motoren, hvilket på en måde forhindrer skruemøtrikkerne i at dreje i forhold til hinanden, hvorved der opnås lineær bevægelse. Resultatet er et stærkt forenklet design, der muliggør brugen af lineære steppermotorer direkte til præcis lineær bevægelse i mange applikationer uden installation af en ekstern mekanisk kobling.
Fordele ved eksternt drevne lineære motorer
Præcisions lineære skruesteppermotorer kan erstatte cylindre inogle applikationer, hvilket opnår fordele som præcis positionering, kontrollerbar hastighed og høj nøjagtighed. Lineære skruesteppermotorer anvendes i en bred vifte af applikationer, herunder fremstilling, præcisionskalibrering, præcisionsvæskemåling, præcis positionsbevægelse og mange andre områder med høje præcisionskrav.
▲Høj præcision, gentagelig positioneringsnøjagtighed på op til ±0,01 mm
Lineær skruemotor reducerer problemet med interpolationsforsinkelse på grund af den enkle transmissionsmekanisme, positioneringsnøjagtighed, repeterbarhed og absolutte nøjagtighed. Det er lettere at opnå end "rotationsmotor + skrue". Gentagelsespositioneringsnøjagtigheden for den almindelige skrue i den lineære skruemotor kan nå ±0,05 mm, og gentagelsespositioneringsnøjagtigheden for kugleskruen kan nå ±0,01 mm.
▲ Høj hastighed, op til 300 m/min
Hastigheden for den lineære skruesteppermotor er 300 m/min og accelerationen er 10 g, mens hastigheden for kugleskruen er 120 m/min og accelerationen er 1,5 g. Og hastigheden for den lineære skruesteppermotor vil blive yderligere forbedret efter en vellykket løsning af varmeproblemet, mens "rotationshastigheden" for "servomotor og kugleskrue" er begrænset i hastighed, men det er vanskeligt at forbedre yderligere.
Høj levetid og nem vedligeholdelse
Den lineære skruesteppermotor er egnet til høj præcision, fordi der ikke er nogen kontakt mellem de bevægelige dele og de faste dele på grund af monteringsgabet, og der er intet slid på grund af bevægelsesmotorernes højhastigheds frem- og tilbagegående bevægelse. Kugleskruen kan ikke garantere nøjagtigheden i den højhastigheds frem- og tilbagegående bevægelse, og friktionen ved høj hastighed vil forårsage slid på skruemøtrikken, hvilket vil påvirke bevægelsens nøjagtighed og ikke kan opfylde kravene til høj præcision.
Valg af lineær motor med eksternt drev
Når man fremstiller produkter eller løsninger relateret til lineær bevægelse, foreslår vi, at ingeniører fokuserer på følgende punkter.
1. Hvad er systemets belastning?
Systemets belastning omfatter statisk belastning og dynamisk belastning, og ofte bestemmer belastningens størrelse motorens grundstørrelse.
Statisk belastning: den maksimale trykkraft, som skruen kan modstå i hvile.
Dynamisk belastning: den maksimale trykkraft, som skruen kan modstå, når den er i bevægelse.
2. Hvad er motorens lineære driftshastighed?
Linearmotorens driftshastighed er tæt forbundet med skruens stigning. Én omdrejning af skruen er én stigning af møtrikken. Ved lav hastighed anbefales det at vælge en skrue med en mindre stigning, og ved høj hastighed anbefales det at vælge en større skrue.
3. Hvad er systemets nøjagtighedskrav?
Skruens nøjagtighed: Skruens nøjagtighed måles generelt ved den lineære nøjagtighed, dvs. fejlen mellem den faktiske vandring og den teoretiske vandring efter at skruen har roteret i en bitter, tør cirkel.
Gentagen positioneringsnøjagtighed: Gentagen positioneringsnøjagtighed defineres som systemets nøjagtighed i forhold til at kunne nå den angivne position gentagne gange, hvilket er en vigtig indikator for systemet.
Slør: Slør mellem skruen og møtrikken i hvile, når de to aksiale bevæger sig i forhold til hinanden. Efterhånden som arbejdstiden øges, vil sløret også øges på grund af slid. Kompensation eller korrektion af slør kan opnås ved hjælp af en slørfjerningsmøtrik. Når tovejspositionering er påkrævet, er slør et problem.
4. Andre valg
Følgende problemstillinger skal også overvejes i udvælgelsesprocessen: Er monteringen af den lineære steppermotor i overensstemmelse med det mekaniske design? Hvordan vil du forbinde det bevægelige objekt til møtrikken? Hvad er skruestangens effektive slaglængde? Hvilken type drev vil blive matchet?
Opslagstidspunkt: 16. november 2022