混合式線性步進(jìn)電機(jī)控制工作原理及應(yīng)用
和伺服電機(jī)一樣，步進(jìn)電機(jī)也有旋轉(zhuǎn)和直線設(shè)計(jì)。當(dāng)應(yīng)用需要力(而不是扭矩)輸出并且可以在開環(huán)控制下運(yùn)行時(shí)，線性步進(jìn)電機(jī)通常是首選解決方案。雖然線性步進(jìn)電機(jī)可以用于可變磁阻和混合設(shè)計(jì)，但更常見的版本是混合線性步進(jìn)電機(jī)。
在混合式線性步進(jìn)電機(jī)中，基座或壓板是被動(dòng)鋼板或不銹鋼板，其中銑有凹槽。強(qiáng)制器由電機(jī)繞組、永磁體和帶槽齒的疊片組成，用于集中電流施加到線圈時(shí)產(chǎn)生的磁通量。壓板和壓板的齒相對(duì)于彼此錯(cuò)開1/4齒距，以確保保持恒定的吸引力，并且當(dāng)電流在線圈中切換時(shí)，下一組齒將對(duì)齊。這意味著，對(duì)于電機(jī)的每一個(gè)完整的步驟，驅(qū)動(dòng)器將沿著壓板移動(dòng)螺距。
可變磁阻直線步進(jìn)電機(jī)只能在全步模式下運(yùn)行，而混合動(dòng)力版本可以在全步或微步模式下運(yùn)行。微步進(jìn)將步進(jìn)角度分成較小的增量，可以實(shí)現(xiàn)更高分辨率的運(yùn)動(dòng)，更好地控制速度和力。因?yàn)殡姍C(jī)的每一相都由(理論上)理想正弦波驅(qū)動(dòng)，相隔90度，微步進(jìn)還允許電流在一個(gè)繞組中增加，在另一個(gè)繞組中減少，因此在低速時(shí)比全速時(shí)運(yùn)行更平穩(wěn)?；蛘甙氩讲僮?。
為了引導(dǎo)混合式直線步進(jìn)電機(jī)上的負(fù)載，通常使用機(jī)械滾柱軸承或空氣軸承。(因?yàn)榛旌鲜街本€步進(jìn)電機(jī)中的壓板是被動(dòng)的，所以可以作為空氣軸承面。)驅(qū)動(dòng)器和壓板之間的磁通量產(chǎn)生強(qiáng)大的磁引力，因此這些支撐軸承實(shí)際上有兩個(gè)目的-引導(dǎo)和支撐負(fù)載以及保持壓機(jī)和壓板之間的正確氣隙。
與其他線性電機(jī)設(shè)計(jì)一樣，混合式線性步進(jìn)電機(jī)可以將多個(gè)驅(qū)動(dòng)器集成到一個(gè)壓板中，每個(gè)驅(qū)動(dòng)器都可以獨(dú)立移動(dòng)。除了平穩(wěn)的低速運(yùn)行(通過微步控制獲得)之外，它們還可以以高分辨率實(shí)現(xiàn)非常高的速度和加速度，并產(chǎn)生低到中等的力。
混合式直線步進(jìn)電機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)置方便(無需伺服調(diào)節(jié))，非常適合能夠開環(huán)運(yùn)行，需要高速低力產(chǎn)生或低速非常平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用。
