外部驅動(dòng)式直線(xiàn)步進(jìn)電機的基本結構和工作原理

直線(xiàn)步進(jìn)電機可以直接做直線(xiàn)運動(dòng)或直線(xiàn)往復運動(dòng)，如果以旋轉電機作為動(dòng)力源，轉變成直線(xiàn)運動(dòng)，需要借助齒輪、凸輪結構及皮帶或鋼絲等機構。本文首先介紹了外部驅動(dòng)式直線(xiàn)步進(jìn)電機的結構，其次介紹了外部驅動(dòng)式直線(xiàn)步進(jìn)電機的基本原理及工作原理，最后闡述了它的優(yōu)勢及應用。

 

直線(xiàn)步進(jìn)電機簡(jiǎn)介

外部驅動(dòng)式直線(xiàn)步進(jìn)電機 （LE系列直線(xiàn)步進(jìn)電機），絲桿與電機轉子集成為一體作為電機出軸。螺母在電機外部，并與驅動(dòng)機構聯(lián)接。當電機旋轉時(shí)，螺母沿著(zhù)絲桿做直線(xiàn)運動(dòng)。

 

外部驅動(dòng)式直線(xiàn)步進(jìn)電機的結構

下圖所示為外部驅動(dòng)式直線(xiàn)步進(jìn)電機的基本結構：

 

直線(xiàn)步進(jìn)電機

 

直線(xiàn)步進(jìn)電機與旋轉電機比較，能直接直線(xiàn)運動(dòng)，可以使機器小型化，使設計更簡(jiǎn)潔。

 

外部驅動(dòng)直線(xiàn)電機的基本原理

外部驅動(dòng)式直線(xiàn)步進(jìn)電機的轉子為永磁體，當電流流過(guò)定子繞組時(shí)，定子繞組產(chǎn)生矢量磁場(chǎng)。該磁場(chǎng)會(huì )帶動(dòng)轉子旋轉一定角度，使得轉子的一對磁場(chǎng)方向與定子的磁場(chǎng)方向一致。當定子的矢量磁場(chǎng)旋轉一個(gè)角度，轉子也隨著(zhù)該磁場(chǎng)轉一個(gè)角度。每輸入一個(gè)電脈沖，電動(dòng)轉子就會(huì )轉動(dòng)一個(gè)角度并前進(jìn)一步。它輸出的角位移與輸入的脈沖數成正比、轉速與脈沖頻率成正比。改變繞組通電的順序，電機就會(huì )反轉。所以可用控制脈沖數量、頻率及電動(dòng)機各相繞組的通電順序來(lái)控制步進(jìn)電機的轉動(dòng)。

 

絲桿與電機轉子集成為一體作為電機出軸，在電機外部通過(guò)一個(gè)外部驅動(dòng)螺母和螺桿相嚙合，采取某種方式防止螺桿螺母相對轉到，從而實(shí)現直線(xiàn)運動(dòng)。這樣做的結果是大大簡(jiǎn)化了設計，使得在許多應用領(lǐng)域中能夠在不安裝外部機械聯(lián)動(dòng)裝置的情況下直接使用外部驅動(dòng)式直線(xiàn)步進(jìn)電機進(jìn)行精密的線(xiàn)性運動(dòng)。

 

外部驅動(dòng)式直線(xiàn)步進(jìn)電機的優(yōu)勢

精密的外部驅動(dòng)式直線(xiàn)步進(jìn)電機，可以在某些場(chǎng)合替代氣缸，實(shí)現定位精確，速度可控，精度高等優(yōu)點(diǎn)。外部驅動(dòng)式直線(xiàn)步進(jìn)電機被廣泛應用于包括制造、精密校準、精密流體測量、精確位置移動(dòng)等諸多高精度要求領(lǐng)域。

 

• 高精度，重復定位精度可達±0.01mm

外部驅動(dòng)式直線(xiàn)步進(jìn)電機因傳動(dòng)機構簡(jiǎn)單減少了插補滯后的問(wèn)題，定位精度、重復精度、絕對精度，都會(huì )較“旋轉電機+絲杠”高，且容易實(shí)現。外部驅動(dòng)式直線(xiàn)步進(jìn)電機普通絲桿的重復定位精度可達±0.05mm，搭配滾珠絲桿重復定位精度可達±0.01mm。

 

• 高速度，最高可達300m/min

從速度上和加速度的對比上，外部驅動(dòng)式直線(xiàn)步進(jìn)電機具有相當大的優(yōu)勢，外部驅動(dòng)式直線(xiàn)步進(jìn)電機速度可達300m/min，加速度10g；滾珠絲杠速度為120m/min，加速度為1.5g。而且外部驅動(dòng)式直線(xiàn)步進(jìn)電機在成功解決發(fā)熱問(wèn)題后速度還會(huì )進(jìn)一步提高，而“旋轉伺服電機 & 滾珠絲杠”在速度上卻受到限制很難再提高較多。

 

• 高壽命，維護簡(jiǎn)單

外部驅動(dòng)式直線(xiàn)步進(jìn)電機選用長(cháng)壽命、重負載軸承設計來(lái)保證電機的有效使用壽命。螺母采購高分子塑料材料，自帶潤滑，易維護。


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