混合式线性步进电机:操作和应用

来源:未知日期:2018/03/31 22:41 浏览:

伺服电机一样,步进电机可以采用旋转和直线设计。 当应用需要推/拉力(而不是扭矩)输出和开环控制运行时,直线步进电机通常是首选解决方案。 线性步进电机虽然可用于可变磁阻和混合动力设计,但更常见的是混合式线性步进电机。

在混合式直线步进电机中,基座或压盘(Platen)是一个无源钢板或不锈钢板,带有铣槽。压力器(Forcer)包含电动机绕组,永久磁铁和具有开槽齿的叠片——用于将电流施加到线圈时集中产生的磁通量。 压力器和压盘的齿相互错开1/4齿距,以确保恒定的吸引力保持不变,并且随着电流在线圈中切换,下一组齿将进入对齐。 这意味着对于电动机的每一个完整步骤,压缩机沿着压盘以1/4齿距移动。

在混合式线性步进电机中,压盘是无源的,并且压模包含具有开槽齿,绕组和永磁体的叠片。

可变磁阻线性步进电机只能在全步进模式下运行,然而,混合版本可以在全步进或微步进模式运行。 细分将步进角分为较小的增量,既可以实现更高分辨率的运动,还能更好地控制速度和力。 由于电动机的每个相是用理想的(理论上)90度正弦波驱动,所以微步进还可以使一个绕组的电流增加,而另一相绕组的电流则减小, 或半步进操作。

 

微步使电流波形更加正弦,并在低速下提供更平滑的运动

为了推动混合式线性步进电机的负载,通常使用机械轴承或空气轴承。 因为混合式线性步进电机中的压盘是无源的,所以它可以用作空气轴承表面。压力器和压盘之间的磁通产生强大的磁力吸引力,因此这些支撑轴承实际上有两个目的 :推动和支撑负载;并保持压头和压盘之间的正确空隙。

与其他直线电机设计一样,混合式线性步进电机可将多个压力器结合到一个压盘上,每个压力器独立移动。 除了平滑的低速运转(通过微步控制获得)之外,它们还能够以高分辨率和低到中等的力量产生非常高的速度和加速度。

由于采用简单的机械结构和简单的设置(无需伺服调节),混合式线性步进电机非常适用于在开环模式下运行、且需要高速低力生产或低速下非常平稳运动的应用。

 
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