在探索混合式直线电机的特点及应用优势时,我们首先需要理解电机的基本工作原理。这种类型的电机能够将旋转运动转换为线性运动,实现精密控制。这项技术广泛应用于物品,如制造、精密调准和流体测量等领域。
为了简化设计并提高效率,内置线性变换在电机内部是非常有意义的。这一方法极大地简化了设计,使得许多场景中可以直接使用直线电机进行精确的线性移动。
最初,直线电机采用滚珠丝杆和螺母组合,这种设计提供了高效率,但对校准要求很高且成本较高。在某些情况下,这样的解决方案可能不是最实用的选择。
现代设备设计人员对混合式步进电机及其衍生产品非常熟悉。这些产品具有多年的历史,并带来了独特的优点和局限性。它们通常被认为具有紧凑、无刷(因此无火花)、机械优点以及可靠性的优势。但是,在没有日常维护的情况下,它们可能无法保证耐久性。
为了克服这些限制,一些改进已经被引入,以提高直线电机的耐用度并减少维护需求。最近研发出的导螺杆和螺母组合寿命与耐用性都有所提升。此外,由于步进电机会产生磨损唯一部件是轴承和由导螺杆/螺母组成的接合部分,因此研究如何提高这些部件性能变得至关重要。
了解一个典型例子如Size 17步进驱动器,可以帮助我们更好地理解这一过程。在这种情况下,空心轴通常由青铜制成,并且安装了一定数量或方向上的内螺纹,然后连接到不锈钢制成的一根导杆上。此外,该轴长着“V”形加工螺纹,而Acme 螺纹则因为其传输动力更有效而被推荐使用。通过比较不同类型材料之间摩擦系数,我们可以看到Acme 螺纹提供了比“V”形加工更加低损耗的一个选项,从而延长了使用寿命并降低了磨损程度。
此外,对于混合式步进驱动器中的转子铁芯外径与定子内径之间微小差异造成的问题也进行了解决,因为这会导致转子与定子的摩擦问题。如果能找到一种既能保持良好的传送力又能稳定的材料,那么就能进一步提升整体性能。而注塑金属转子结构正好满足这个条件,而且它能够极大地提高运行寿命、效率以及降低噪音,同时不需要额外维护。(图7)