剖析直线步进电机的结构和它的工作原理

线性步进电机，或许称为直线步进电机，首要出现在1968年的第3,402,308号专利上， WilliamHenschke，直线步进电机的获得者。在此以后，直线步进电机在许多要求极高的范畴有了用武之地。包含制作运用、精细调准和精细流体丈量在内的许多高要求范畴。

步进电机由旋转运动改变为线性运动可用几种机械办法完结，包含齿条和齿轮传动及皮带和皮带轮传动以及其他机械联接组织。所有这些规划都需求各种机械零件。完结这个改变的最有用办法是在电机本身内进行。根本的步进电机是由有磁性的转子铁芯经过与由定子发生的脉动的定子电磁场相互作用而发生滚动。直线电机把旋转运动改变为线性运动，完结这个改变的精细性取决于转子的步进视点和所选办法。

运用螺纹的直线电机精细度，取决于它的螺距。在直线电机的转子中心设备一个螺母，相应地一个螺杆与此螺母啮合，为使螺杆轴向移动，有必要用某种办法来避免螺杆与转子组件一起滚动。因为螺杆滚动遭到制约，当转子旋转时，螺杆完成了线性运动。

无论是在电机内部用固定螺纹轴组件仍是在外部的螺纹轴上运用不能旋转但轴向可自在移动的螺母，都是完成滚动约束的典型办法。为简化规划，在电机内部完成线性变换是有意义的。该办法极大地简化了规划，使得在许多运用范畴中可以在不设备外部机械联动设备的情况下直接运用直线电机进行精细的线性移动。最初的直线电机采用了一个滚珠螺母和丝杆的结合体。滚珠丝杆供给了90%以上的功率，而依据螺纹条件，梯形螺纹供给的功率仅有20%～70%。尽管滚珠丝杆对变换旋转运动为线性运动是一个高效的办法，可是滚珠螺母很难校准，而且体积巨大，费用贵重。

因而，在大多数运用范畴中，滚珠丝杆并非是一个实际的解决办法。大多数设备规划人员对以直线电机为根底的混合式步进电机是熟悉的。该产品有多年的历史了，与其它设备一样它有其自己的利益和局限性。规划简洁、紧凑、无电刷（因而无火花）、惊人的机械长处、规划的实用性以及可靠性是它与生俱来的长处，但是在某些情况下，此直线电机不能用于某些设备，因为在没有日常保护的条件下它是不能确保耐久的。

但是，有几种办法克服了这样的妨碍，使直线电机具有高的耐久性且不必保护，因为步进电机的无电刷规划，发生磨损的唯一部件是转子轴承以及由导向螺杆/螺母组成的螺纹接合。滚珠轴承几年来的改善现已供给了适合直线运动的长寿数类型。最近导向螺杆和螺母组合的寿数和耐用性都有了改善。进步耐久性首要有必要看一下电机的根本规划。一个较好研讨实例是Size17电机，混合式步进电机宗族中尺度较小的。

习惯上，直线电机运用由一轴承级金属资料（如青铜）加工成的一个空心轴，该空心轴具有内螺纹然后与螺纹导杆连接。该空心轴沿转子轴线设备。导杆资料一般为不锈钢，它具有某种防腐蚀性能。大多数零件所用螺纹的型式是加工螺纹，此螺纹有单头或多头，这取决于电机所需的分辨率和速度。

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