Linearni koračni motor, također poznat kaolinearni koračni motor, je magnetska jezgra rotora koja interakcijom s pulsirajućim elektromagnetskim poljem koje generira stator proizvodi rotaciju, linearni koračni motor unutar motora pretvara rotaciono kretanje u linearno kretanje. Linearni koračni motori mogu direktno vršiti linearno kretanje ili linearno recipročno kretanje. Ako se rotacijski motor koristi kao izvor energije za pretvaranje u linearno kretanje, potrebni su zupčanici, bregaste strukture i mehanizmi poput remena ili žica. Prvo uvođenje linearnih koračnih motora bilo je 1968. godine, a sljedeća slika prikazuje neke tipične linearne koračne motore.
Osnovni princip linearnih motora s vanjskim pogonom
Rotor linearnog koračnog motora s vanjskim pogonom je permanentni magnet. Kada struja teče kroz namotaj statora, namotaj statora generira vektorsko magnetsko polje. Ovo magnetsko polje pokreće rotor da se rotira pod određenim uglom, tako da se smjer rotorskog para magnetskih polja poklapa sa smjerom magnetskog polja statora. Kada se vektorsko magnetsko polje statora rotira za određeni ugao, rotor se također rotira pod uglom u odnosu na ovo magnetsko polje. Za svaki ulazni električni impuls, električni rotor se rotira za jedan ugao i pomiče se jedan korak naprijed. Izlazi s ugaonim pomakom proporcionalnim broju ulaznih impulsa i brzinom proporcionalnom frekvenciji impulsa. Promjenom redoslijeda napajanja namotaja obrće se smjer motora. Dakle, rotacija koračnog motora može se kontrolirati kontroliranjem broja impulsa, frekvencije i redoslijeda napajanja namotaja motora svake faze.
Motor koristi vijak kao izlaznu osu, a vanjska pogonska matica je u spoju s vijkom izvan motora, sprječavajući okretanje matice vijka u odnosu jedna na drugu, čime se postiže linearno kretanje. Rezultat je znatno pojednostavljen dizajn koji omogućava direktnu upotrebu linearnih koračnih motora za precizno linearno kretanje u mnogim primjenama bez ugradnje vanjske mehaničke veze.
Prednosti linearnih motora s vanjskim pogonom
Precizni linearni vijčani koračni motori mogu zamijeniti cilindre uneke aplikacije, postižući prednosti kao što su precizno pozicioniranje, kontrolisana brzina i visoka tačnost. Linearni vijčani koračni motori se koriste u širokom spektru primjena, uključujući proizvodnju, preciznu kalibraciju, precizno mjerenje fluida, precizno kretanje pozicije i mnoga druga područja sa visokim zahtjevima za preciznošću.
▲Visoka preciznost, ponovljiva tačnost pozicioniranja do ±0,01 mm
Linearni koračni motor sa vijkom smanjuje problem kašnjenja interpolacije zbog jednostavnog mehanizma prijenosa, tačnosti pozicioniranja, ponovljivosti i apsolutne tačnosti. Lakše je postići to nego "rotacijski motor + vijak". Tačnost ponavljanja pozicioniranja običnog vijka linearnog koračnog motora sa vijkom može doseći ±0,05 mm, a tačnost ponavljanja pozicioniranja kugličnog vijka može doseći ±0,01 mm.
▲ Velika brzina, do 300 m/min
Brzina linearnog koračnog motora s vijkom je 300 m/min, a ubrzanje 10 g, dok je brzina kugličnog vijčanog navoja 120 m/min, a ubrzanje 1,5 g. Brzina linearnog koračnog motora s vijkom će se dodatno poboljšati nakon uspješnog rješavanja problema zagrijavanja, dok je brzina "rotacijskog" servo motora i kugličnog vijčanog navoja ograničena, ali ju je teško dodatno poboljšati.
Visok vijek trajanja i jednostavno održavanje
Linearni koračni motor sa vijkom pogodan je za visoku preciznost jer nema kontakta između pokretnih i nepokretnih dijelova zbog montažnog razmaka i nema habanja zbog brzog recipročnog kretanja pokretača. Kuglični vijak ne može garantovati tačnost pri brzom recipročnom kretanju, a trenje pri velikoj brzini će uzrokovati habanje matice vijka, što će uticati na tačnost kretanja i ne može zadovoljiti zahtjeve za visokom preciznošću.
Izbor linearnog motora s vanjskim pogonom
Prilikom izrade proizvoda ili rješenja vezanih za linearno kretanje, predlažemo inženjerima da se fokusiraju na sljedeće tačke.
1. Koliko je opterećenje sistema?
Opterećenje sistema uključuje statičko i dinamičko opterećenje, a često veličina opterećenja određuje osnovnu veličinu motora.
Statičko opterećenje: maksimalni potisak koji vijak može izdržati u mirovanju.
Dinamičko opterećenje: maksimalni potisak koji vijak može izdržati kada se kreće.
2. Kolika je linearna brzina rada motora?
Brzina rada linearnog motora usko je povezana s korakom vijka, jedan okret vijka je jedan korak matice. Za male brzine preporučljivo je odabrati vijak s manjim korakom, a za velike brzine preporučljivo je odabrati veći vijak.
3. Koji je zahtjev za tačnost sistema?
Tačnost vijka: tačnost vijka se generalno mjeri linearnom tačnošću, tj. greškom između stvarnog i teorijskog hoda nakon što se vijak okrene za gorki suhi krug.
Tačnost ponavljanja pozicioniranja: tačnost ponavljanja pozicioniranja se definiše kao tačnost sistema da može više puta dostići određenu poziciju, što je važan pokazatelj za sistem.
Zazor: zazor vijka i matice u mirovanju kada se oba aksijalna relativno pomjeraju. Kako se vrijeme rada povećava, zazor će se također povećavati zbog habanja. Kompenzacija ili korekcija zazora može se postići maticom za eliminaciju zazora. Kada je potrebno dvosmjerno pozicioniranje, zazor je važan.
4. Ostali odabiri
Prilikom odabira potrebno je uzeti u obzir i sljedeća pitanja: Da li je montaža linearnog koračnog motora u skladu s mehaničkim dizajnom? Kako ćete spojiti pokretni objekt s maticom? Koliki je efektivni hod vijčane šipke? Koja vrsta pogona će biti usklađena?
Vrijeme objave: 16. novembar 2022.