موتور پله‌ای خطی، که با نام ... نیز شناخته می‌شودموتور پله‌ای خطی، یک هسته روتور مغناطیسی است که با تعامل با میدان الکترومغناطیسی پالسی تولید شده توسط استاتور، چرخش ایجاد می‌کند. موتور پله‌ای خطی درون موتور، حرکت چرخشی را به حرکت خطی تبدیل می‌کند. موتورهای پله‌ای خطی می‌توانند حرکت خطی یا حرکت رفت و برگشتی خطی را مستقیماً انجام دهند. اگر از یک موتور دوار به عنوان منبع تغذیه برای تبدیل به حرکت خطی استفاده شود، به چرخ دنده‌ها، سازه‌های بادامک و مکانیسم‌هایی مانند تسمه یا سیم نیاز است. اولین معرفی موتورهای پله‌ای خطی در سال ۱۹۶۸ بود و شکل زیر برخی از موتورهای پله‌ای خطی معمولی را نشان می‌دهد.
اصول اساسی موتورهای خطی با محرک خارجی
روتور یک موتور پله‌ای خطی با محرک خارجی، یک آهنربای دائمی است. هنگامی که جریان از سیم‌پیچ استاتور عبور می‌کند، سیم‌پیچ استاتور یک میدان مغناطیسی برداری تولید می‌کند. این میدان مغناطیسی، روتور را به چرخش در زاویه‌ای خاص سوق می‌دهد، به طوری که جهت جفت میدان‌های مغناطیسی روتور با جهت میدان مغناطیسی استاتور منطبق می‌شود. هنگامی که میدان مغناطیسی برداری استاتور به اندازه یک زاویه می‌چرخد، روتور نیز با این میدان مغناطیسی در زاویه‌ای می‌چرخد. برای هر ورودی پالس الکتریکی، روتور الکتریکی به اندازه یک زاویه می‌چرخد و یک گام به جلو حرکت می‌کند. این موتور یک جابجایی زاویه‌ای متناسب با تعداد پالس‌های ورودی و سرعتی متناسب با فرکانس پالس تولید می‌کند. تغییر ترتیب برق‌رسانی سیم‌پیچ‌ها، موتور را معکوس می‌کند. بنابراین چرخش موتور پله‌ای را می‌توان با کنترل تعداد پالس‌ها، فرکانس و ترتیب برق‌رسانی سیم‌پیچ‌های موتور در هر فاز کنترل کرد.
موتور از یک پیچ به عنوان محور خروجی استفاده می‌کند و یک مهره محرک خارجی با پیچ در خارج از موتور درگیر می‌شود و به نحوی از چرخش مهره‌های پیچ نسبت به یکدیگر جلوگیری می‌کند و در نتیجه حرکت خطی حاصل می‌شود. نتیجه، یک طراحی بسیار ساده است که امکان استفاده مستقیم از موتورهای پله‌ای خطی را برای حرکت خطی دقیق در بسیاری از کاربردها بدون نصب یک اتصال مکانیکی خارجی فراهم می‌کند.
مزایای موتورهای خطی با محرک خارجی
موتورهای پله‌ای پیچی خطی دقیق می‌توانند جایگزین سیلندرها شوندبرخی از برنامه‌ها، دستیابی به مزایایی مانند موقعیت یابی دقیق، سرعت قابل کنترل و دقت بالا. موتورهای پله‌ای خطی پیچی در طیف گسترده‌ای از کاربردها از جمله تولید، کالیبراسیون دقیق، اندازه‌گیری دقیق سیال، حرکت دقیق موقعیت و بسیاری از زمینه‌های دیگر با نیازهای دقت بالا استفاده می‌شوند.
▲ دقت بالا، دقت موقعیت‌یابی تکرارپذیر تا ±0.01 میلی‌متر
موتور پله‌ای پیچ خطی به دلیل مکانیسم انتقال ساده، دقت موقعیت‌یابی، تکرارپذیری و دقت مطلق، مشکل تأخیر درون‌یابی را کاهش می‌دهد. دستیابی به آن آسان‌تر از "موتور دوار + پیچ" است. دقت موقعیت‌یابی تکرار پیچ معمولی موتور پله‌ای پیچ خطی می‌تواند به ±0.05 میلی‌متر و دقت موقعیت‌یابی تکرار پیچ ساچمه‌ای می‌تواند به ±0.01 میلی‌متر برسد.
▲ سرعت بالا، تا 300 متر در دقیقه
سرعت موتور پله‌ای خطی پیچی ۳۰۰ متر بر دقیقه و شتاب آن ۱۰ گرم است، در حالی که سرعت موتور پله‌ای خطی پیچی ۱۲۰ متر بر دقیقه و شتاب آن ۱.۵ گرم است. و سرعت موتور پله‌ای خطی پیچی پس از حل موفقیت‌آمیز مشکل گرما، بیشتر بهبود خواهد یافت، در حالی که سرعت «موتور سروو و پیچ توپی» در سرعت محدود است، اما بهبود بیشتر آن دشوار است.
طول عمر بالا و نگهداری آسان
موتور پله‌ای خطی پیچی برای دقت بالا مناسب است زیرا به دلیل فاصله نصب، هیچ تماسی بین قطعات متحرک و قطعات ثابت وجود ندارد و به دلیل حرکت رفت و برگشتی پرسرعت محرک‌ها، هیچ سایشی ایجاد نمی‌شود. پیچ ساچمه‌ای نمی‌تواند دقت در حرکت رفت و برگشتی پرسرعت را تضمین کند و اصطکاک پرسرعت باعث سایش مهره پیچ می‌شود که بر دقت حرکت تأثیر می‌گذارد و نمی‌تواند نیاز به دقت بالا را برآورده کند.
انتخاب موتور خطی با درایو خارجی
هنگام ساخت محصولات یا راه‌حل‌های مرتبط با حرکت خطی، به مهندسان پیشنهاد می‌کنیم روی نکات زیر تمرکز کنند.
۱. بار سیستم چقدر است؟
بار سیستم شامل بار استاتیک و بار دینامیک است و اغلب اندازه بار، اندازه اصلی موتور را تعیین می‌کند.
بار استاتیک: حداکثر نیروی رانشی که پیچ می‌تواند در حالت سکون تحمل کند.
بار دینامیکی: حداکثر نیرویی که پیچ می‌تواند در حین حرکت تحمل کند.
۲. سرعت خطی موتور چقدر است؟
سرعت چرخش موتور خطی ارتباط نزدیکی با طول پیچ دارد، یک دور چرخش پیچ معادل یک دور چرخش مهره است. برای سرعت پایین، توصیه می‌شود پیچی با طول کوچکتر و برای سرعت بالا، پیچی با طول بزرگتر انتخاب شود.
۳. دقت مورد نیاز سیستم چیست؟
دقت پیچ: دقت پیچ عموماً با دقت خطی اندازه‌گیری می‌شود، یعنی خطای بین میزان حرکت واقعی و میزان حرکت تئوری پس از چرخش پیچ به اندازه یک دایره خشک.
دقت موقعیت‌یابی تکراری: دقت موقعیت‌یابی تکراری به عنوان دقت سیستم برای رسیدن مکرر به موقعیت مشخص شده تعریف می‌شود که یک شاخص مهم برای سیستم است.
لقی: لقی پیچ و مهره در حالت سکون، زمانی که دو محور نسبت به هم حرکت می‌کنند. با افزایش زمان کار، لقی نیز به دلیل سایش افزایش می‌یابد. جبران یا اصلاح لقی را می‌توان با مهره حذف لقی انجام داد. هنگامی که موقعیت‌یابی دو جهته مورد نیاز است، لقی یک نگرانی است.
۴. انتخاب‌های دیگر
موارد زیر نیز باید در فرآیند انتخاب در نظر گرفته شوند: آیا نصب موتور پله‌ای خطی مطابق با طراحی مکانیکی است؟ چگونه جسم متحرک را به مهره متصل خواهید کرد؟ کورس مؤثر میله پیچ چقدر است؟ چه نوع درایوی تطبیق داده خواهد شد؟
زمان ارسال: ۱۶ نوامبر ۲۰۲۲