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解析高效直线步进电机及直线步进电机工作原理!

信息来源:直线丝杆步进电机供应商科瑞通电子    添加时间:2019-01-04
解析高效直线步进电机及直线步进电机工作原理!-步进电机供应商科瑞通电子

直线步进电机,或称线性步进电机,是由磁性转子铁芯通过与由定子产生的脉冲电磁场相互作用而产生转动,直线步进电机在电机内部把旋转运动转化为线性运动。直线步进电机可以直线运动或直线往复运动。旋转电动机作为动力源,要转变成直线运动,需要借助齿轮、凸机轮构及皮带或钢丝。

直线步进电机基本原理

直线步进电机的基本原理:采用一根螺杆和螺母相啮合,采取某种方法防止螺杆螺母相对转动,从而使螺杆轴向移动。一般而言,目前有两种实现这种转化的方式,第一种是在电机内置一个带内螺纹的转子,以转子的内螺纹和螺杆相啮合而实现线性运动,第二种是以螺杆作为电机出轴,在电机外部通过一个外部驱动螺母和螺杆相啮合从而实现直线运动。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线性运动

直线步进电机基本术语

定位或剩余力矩:在没有电流通过绕组时,能使电机的输出旋转所需施加的力矩。

驱动器:一个用来运行步进电机的电气控制装置。这包括电源、逻辑程序器、开关元件以及一个确定步进速率的变频脉冲源。

动态力矩:在一定步进速率下电机所产生的力矩。动态力矩可由PULLIN力矩或PULLOUT(牵出)力矩所表示。

保持力矩:绕组在通以稳态直流电时,能使电机在输出轴旋转所需施加的力矩。

惯性:物体对加速度或减速的惯性测量值。此处用于指电机所要移动负载的惯性,或电机转子的惯性。

线性步进增量(或称步长):转子每旋转一个步距角导螺杆所产生的线性位移。

最大温升:设计的电机允许温升。电机的温升是电机在通电时出现电能损耗温度升高所固有的特性。电能损耗主要有电阻发热,铁损和摩擦损耗。电机的温度是总的损耗发热温度和环境温度之和。

脉冲速率:每秒施加到电机绕组上的脉冲数量。脉冲速率等于电机步进速率。

每秒脉冲数:电机在一秒钟内所产生的步数。这由电机驱动器所产生的脉冲频率所决定。

升降速:在电机不失步的情况下,将给定负荷从原有的低步进速率增加至最大,接着再降低至原有速率的一种驱动技术。

单步进响应:电机进行完整的一步所要求的时间。

步进:电机每接收一个脉冲时转子所转的角度,对于直线电机来说,步进为直线距离。

步距角:每一步转子所产生的旋转,测量单位为度。

每周旋转步数:转子旋转360°.所需要的总步数。阻力力矩和惯性力矩之和。

力矩:阻力力矩和惯性力矩之和。

PULLOUT(牵出)力矩:电机在恒速下能够产生的最大力矩。因为速度不变,所以也没有惯性力矩。周时转子内部的动能和惯性载荷使牵出力矩增大。

PULLIN(牵入)力矩:心须克服转子惯量的加速转矩,以及加速时固定连接的外接负载和各种摩擦转矩。因此,牵入力矩通常小于牵出力矩。

力矩与惯性比率:保持力矩除以转子转动惯量。

直线步进电机与旋转型比较,能直接直线运动,可以使机器小型化;对负载惯量敏感;如行程长,气隙会比旋转型的大,从而会产生效率下降等问题,使用时要特别注意便用用途和使用环境等方面的问题。

直线步进电机的优势

高速响应性

一般来讲机械传动件比电气元器件的动态响应时间要大几个数量级。由于系统中取消了一些响应时间常数较大的如丝杠等机械传动件,使整个闭环控制系统动态响应性能大大提高,使反应异常灵敏快捷。

高精度性

由于取消了丝杠等机械传动机构,因而减少了插补时因传动系统滞后带来的跟踪误差。通过直线位置检测反馈控制,可大大提高机床的定位精度。

传动刚度高、推力平稳

“直接驱动”提高了其传动刚度。同时直线电机的布局,可根据机床导轨的形面结构及其工作台运动时的受力情况来布置。通常设计成均布对称,使其运动推力平稳。

速度快、加减速过程短

直线电机最早主要用于磁浮列车,现在用于机床进给驱动中,要满足其超高速切削的最大进给速度当然是没问题的。也由于“零传动”的高速响应性,使其加减速过程大大缩短,从而实现起动时瞬间达到高速,高速运行时又能瞬间准停。加速度一般可达到2~10g。

行程长度不受限制

在导轨上通过串联直线步进电机的定件,就可无限延长动件的行程长度。

运行时噪声低

由于取消了传动丝杠等部件的机械摩擦,而其导轨副又可采用滚动导轨或磁垫悬浮导轨,使运动噪声大大下降。

效率高

由于无中间传动环节,也就取消了其机械摩擦时的能量损耗。

直线步进电机应用领域

直线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。


深圳市科瑞通电子有限公司主营产品:行星减速步进电机、直线丝杆步进电机、步进伺服步进驱动器、步进电机、一体式步进刹车步进电机、防水步进电机等各类型号的步进电机,欢迎来电咨询。电话:18823852784
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