外部驱动式直线步进电机是一种通过螺母在丝杆上做直线运动产生推力的装置,常规设计是以旋转电机作为动力源,需要借助齿轮齿条、丝杆及皮带或钢丝等机构实现直线运动。本文首先介绍了外部驱动式直线步进电机的结构,其次介绍了外部驱动式直线步进电机的基本原理及工作原理,最后阐述了它的优势及应用。

外部驱动式直线步进电机简介

外部驱动式直线步进电机是由磁性转子铁芯通过由定子产生的脉冲点磁场相互作用而产生转动,电机轴由螺杆代替,当转子转动时,直接通过螺母和螺纹螺杆实现直线运动。这种电机的设计大大简化了旋转到线性应用的转换。

外部驱动式直线电机的结构

下图所示为外部驱动直线步进电机的基本结构:

直线步进电机与旋转电机比较,能直接直线运动,可以使机器小型化,使设计更简洁。

外部驱动直线电机的基本原理

外部驱动直线步进电机的转子为永磁体,当电流流过定子绕组时,定子绕组产生矢量磁场。该磁场会带动转子旋转一定角度,使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一致。当定子的矢量磁场旋转一个角度,转子也随着该磁场再转一个角度。每输入一个电脉冲,电动转子就会转动一个角度并前进一步。它输出的角位移与输入的脉冲数成正比、转速与脉冲频率成正比。改变绕组通电的顺序,电机转子就会反转。所以可通过控制脉冲数量、频率及电动机各相绕组的通电顺序来控制电机转子的转动。电机轴与螺杆集成为一体,在电机外部有一个外部驱动螺母与螺杆相啮合,当电机转子旋转时,同时采取某种方式防止螺杆螺母相对转动,螺母从而实现直线运动并产生推力。这样做的结果是大大简化了设计,使得在许多应用领域中能够在不安装外部机械联动装置的情况下直接使用直线步进电机进行精密的直线运动方案设计。

外部驱动直线步进电机的优势

精密的直线步进电机具有定位精确,速度可控,精度高等优点。直线丝杆步进电机被广泛应用于包括制造、精密校准、精密流体测量、精确位置移动等诸多高精度要求领域。

  • 高精度,重复定位精度可达±0.01mm

直线丝杆步进电机因传动机构简单减少了插补滞后的问题,定位精度、重复精度、绝对精度,都会较“旋转电机+丝杠”高,且容易实现。直线丝杆步进电机普通丝杆的重复定位精度可达±0.05mm,搭配滚珠丝杆重复定位精度可达±0.01mm

  • 高速度,大推力

从速度上和加速度的对比上,直线步进电机具有相当大的优势,直线步进电机速度可达60m/min,最大推力可达600N。

  • 高寿命,维护简单

直线丝杆步进电机选用长寿命、重负载轴承设计来保证电机的有效使用寿命。螺母采购高分子塑料材料,自带润滑,易维护。

]]>