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直线步进电机的结构及利用索耶原理的工作原理

2016.03.05 09:24 评论:0

直线步进电机是将前面介绍的几种旋转型步进电机的气隙展开伸长成直线。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、凸轮机构及皮带或钢丝。

直线步进电机的结构

如下图所示为旋转步进电机驱动直线运动的机构:软盘驱动器(FDD)磁头运动机构。以前3.5英寸FDD的机构多采用图(a)的螺杆机构,虽然间隙很小,但效率低,因此高速运行困难,但由于价格便宜得以广泛使用。图(b)、(c)、(d)的机构为5.25英寸FDD的使用方式,(c)的皮带式多用在打印机的传输筒驱动上。这些直线转换机构可以使用图(e)的直线步进电机来代替。

步进电机的旋转→直线运动转换机构的结构图

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。

索耶原理的步进电机工作原理

直线步进电机有三相VR型,此处介绍永久磁铁转子的运行原理:索耶(Sawyer)原理。下图表示利用索耶原理的直线步进电机工作原理。

利用索耶原理的直线步进电机工作原理

如按①、②、③、④的顺序切换电流,利用线圈电流给两个磁极激磁,产生相反的极性,与永久磁铁产生的磁通进行叠加,一个磁极的磁通相加,另一个就相减,当绕组产生的磁通与永久磁铁的相同时,相减磁极的磁通为零,此时永久磁铁的磁通通过同方向的激磁磁极,通过定子磁轭、动子的两个磁极,返回到永久磁铁的另一磁极,①、②、③、④顺序切换激磁电流,转子每次向右移动1/4定子齿距。此为索耶直线步进电机的工作原理。