аговые двигатели, рассмотренные выше, являются вращающимися машинами с обеспечением вращения как по ходу, так и против хода часовой стрелки. Однако большое число механизмов требует линейного перемещения рабочих органов (координатные перемещения механизмов подач станков с ЧПУ, графопостроителей ЭВМ, механизмов печатающих устройств ЭВМ, промышленных роботов и т.д.). В этих случаях преобразование вращательного движения в поступательное осуществляется с помощью различных кинематических механизмов. Последние являются источни-ками потерь мощности и, что особенно важно для прецизионных меха-низмов, вносят погрешность при отработке координатных перемещений. Применение линейных шаговых двигателей (ЛШД) позволяет упростить кинематическую схему, устранив элементы, преобразующие вращательное движение в поступательное. ЛШД обеспечивают линейное переме-щение рабочих органов. Видов линейных двигателей так же много, как и вращающихся; существуют линейные двигатели постоянного тока, асинхронные, синхронные и вентильные. ЛШД обладают известными преимуществами обычных вращающихся ШД и подобно им могут быть реактивными (ЛШД-Р), с постоянными магнитами (индукторными, гибридными) – ЛШД-И. Не различаются они также по принципу действия.
ЛШД можно представить как развернутый на плоскости ШД вращательного типа. В качестве примера рассмотрим ЛШД-И с двумя обмотками управления, изображенный на рис.15.1.
Рис. 15.1. Конструкция индукторного ЛШД-И:
1 – обмотки; 2 – магнитопроводы ротора; 3 – постоянный магнит;
4 – статор; I - IV– полюсы ротора
Подвижная часть ЛШД, называемая ротором, выполнена из электротехнической стали в виде двух П-образных магнитопроводов 2, на каждом из которых размещено по одной обмотке управления 1. Статор 4 представляет собой плиту из магнитомягкого материала; полюсы ротора и поверхность плиты, обращенная к нему, имеют зубчатую структуру. Подмагничивание магнитопроводовосуществляет постоянный магнит 3. Зубцовые деления тг статора и ротора равны. Зубцы полюсов ротора одного и того же магнитопровода сдвинуты относительно зубцов статора на тГ/2 (для полюсов Iи II) и на тГ/4 (для полюсов IIIи IV). В результате такой конструкции зубцы всех полюсов ротора имеют различное расположение относительно зубцов статора, но магнитное сопротивление потоку подмагничивания не зависит от перемещения ротора. Принцип работы ЛШД не отличается от ШД-И, с тем лишь иск-лючением, что вместо вращающего момента создается сила F, направленная в плоскости статора. В зависимости от наличия возбуж-дения обмоток ось магнитного потока перемещается от полюса к полю-су, например по схеме I–III–II–IV,в результате чего ротор перемещается на величину зубцового деления хГ. В каждом такте коммутации линей-ный шаг
Δx=τ2/k1,
где к1 – число тактов коммутации.
На основании рассмотренного ЛШД можно построить модуль, обес-печивающий перемещение одновременно по нескольким координатам. При этом отдельный ЛШД предназначен для перемещения лишь по од-ной координате.
Пример двухкоординатного модуля ЛШД приведен на рис. 15.2.
Рис. 15.2. Конструкция двухкоординатного линейного модуля (а)
и расположение его составных частей (б): 1 – ротор; 2 – статор;
3,4 – электромагнитные модули; 5 – постоянные магниты;
6 – обмотки возбуждения
Он состоит из магнитопровода подвижного ротора 1 и статора 2, представляющего собой плиту из магнитомягкого материала. На рабочей поверхности плиты выполнены две системы взаимно перпендикулярных зубцов. На роторе 1 расположены две системы электромагнитных моду-лей 3 и 4, предназначенных для перемещения по двум координатам (XY). Соответственно каждый модуль состоит из постоянных магнитов 5 и обмоток возбуждения 6. Модули, предназначенные для перемещения вдоль оси X, имеют зубцы, направленные вдоль этой оси. Это же касается оси Y. Принцип управления обмотками модулей по каждой из координат такой же, как и в однокоординатном модуле (см. рис.15.1). Для уменьшения сил трения в модулях на основе ЛШД применяют магнитно-воздушную подвеску. Ротор притягивается к статору магнит-ным притяжением полюсов ротора. Через специальные форсунки под ротор нагнетается сжатый воздух, который приподнимает его над стато-ром. Между статором и ротором образуется воздушная подушка, в ре-зультате чего ротор подвешивается над статором с некоторым мини-мальным воздушным зазором. При этом и сопротивление движению ротора близко к нулю. Высокая точность позиционирования обеспе-чивается максимально мелкой нарезкой зубцовых делений. Приведем некоторые параметры модулей ЛШД: шаг 0,16; 0,32; 0,50 мм; максимальное усилие 84; 70; 20 Н. Воздушный зазор между статором и ротором составляет 15 мкм.
studlib.info
аговые двигатели, рассмотренные выше, являются вращающимися машинами с обеспечением вращения как по ходу, так и против хода часовой стрелки. Однако большое число механизмов требует линейного перемещения рабочих органов (координатные перемещения механизмов подач станков с ЧПУ, графопостроителей ЭВМ, механизмов печатающих устройств ЭВМ, промышленных роботов и т.д.). В этих случаях преобразование вращательного движения в поступательное осуществляется с помощью различных кинематических механизмов. Последние являются источни-ками потерь мощности и, что особенно важно для прецизионных меха-низмов, вносят погрешность при отработке координатных перемещений. Применение линейных шаговых двигателей (ЛШД) позволяет упростить кинематическую схему, устранив элементы, преобразующие вращательное движение в поступательное. ЛШД обеспечивают линейное переме-щение рабочих органов. Видов линейных двигателей так же много, как и вращающихся; существуют линейные двигатели постоянного тока, асинхронные, синхронные и вентильные. ЛШД обладают известными преимуществами обычных вращающихся ШД и подобно им могут быть реактивными (ЛШД-Р), с постоянными магнитами (индукторными, гибридными) – ЛШД-И. Не различаются они также по принципу действия.
ЛШД можно представить как развернутый на плоскости ШД вращательного типа. В качестве примера рассмотрим ЛШД-И с двумя обмотками управления, изображенный на рис.15.1.
Рис. 15.1. Конструкция индукторного ЛШД-И:
1 – обмотки; 2 – магнитопроводы ротора; 3 – постоянный магнит;
4 – статор; I - IV– полюсы ротора
Подвижная часть ЛШД, называемая ротором, выполнена из электротехнической стали в виде двух П-образных магнитопроводов 2, на каждом из которых размещено по одной обмотке управления 1. Статор 4 представляет собой плиту из магнитомягкого материала; полюсы ротора и поверхность плиты, обращенная к нему, имеют зубчатую структуру. Подмагничивание магнитопроводовосуществляет постоянный магнит 3. Зубцовые деления тг статора и ротора равны. Зубцы полюсов ротора одного и того же магнитопровода сдвинуты относительно зубцов статора на тГ/2 (для полюсов Iи II) и на тГ/4 (для полюсов IIIи IV). В результате такой конструкции зубцы всех полюсов ротора имеют различное расположение относительно зубцов статора, но магнитное сопротивление потоку подмагничивания не зависит от перемещения ротора. Принцип работы ЛШД не отличается от ШД-И, с тем лишь иск-лючением, что вместо вращающего момента создается сила F, направленная в плоскости статора. В зависимости от наличия возбуж-дения обмоток ось магнитного потока перемещается от полюса к полю-су, например по схеме I–III–II–IV,в результате чего ротор перемещается на величину зубцового деления хГ. В каждом такте коммутации линей-ный шаг
Δx=τ2/k1,
где к1 – число тактов коммутации.
На основании рассмотренного ЛШД можно построить модуль, обес-печивающий перемещение одновременно по нескольким координатам. При этом отдельный ЛШД предназначен для перемещения лишь по од-ной координате.
Пример двухкоординатного модуля ЛШД приведен на рис. 15.2.
Рис. 15.2. Конструкция двухкоординатного линейного модуля (а)
и расположение его составных частей (б): 1 – ротор; 2 – статор;
3,4 – электромагнитные модули; 5 – постоянные магниты;
6 – обмотки возбуждения
Он состоит из магнитопровода подвижного ротора 1 и статора 2, представляющего собой плиту из магнитомягкого материала. На рабочей поверхности плиты выполнены две системы взаимно перпендикулярных зубцов. На роторе 1 расположены две системы электромагнитных моду-лей 3 и 4, предназначенных для перемещения по двум координатам (XY). Соответственно каждый модуль состоит из постоянных магнитов 5 и обмоток возбуждения 6. Модули, предназначенные для перемещения вдоль оси X, имеют зубцы, направленные вдоль этой оси. Это же касается оси Y. Принцип управления обмотками модулей по каждой из координат такой же, как и в однокоординатном модуле (см. рис.15.1). Для уменьшения сил трения в модулях на основе ЛШД применяют магнитно-воздушную подвеску. Ротор притягивается к статору магнит-ным притяжением полюсов ротора. Через специальные форсунки под ротор нагнетается сжатый воздух, который приподнимает его над стато-ром. Между статором и ротором образуется воздушная подушка, в ре-зультате чего ротор подвешивается над статором с некоторым мини-мальным воздушным зазором. При этом и сопротивление движению ротора близко к нулю. Высокая точность позиционирования обеспе-чивается максимально мелкой нарезкой зубцовых делений. Приведем некоторые параметры модулей ЛШД: шаг 0,16; 0,32; 0,50 мм; максимальное усилие 84; 70; 20 Н. Воздушный зазор между статором и ротором составляет 15 мкм.
studlib.info
Линейные шаговые движки (Актуаторы, регуляторы холостого хода):
Серия мотораНапряжение, ВТок, АУсилие, Н25BYZ (подробнее)5-160.237-3035/57BYZ (подробнее)120.2325-31
Линейные шаговые движки (также линейные актуаторы либо линейные приводы) представляют собой малогабаритные устройства для действенного и обычного решения задач по линейному перемещению.
Линейные шаговые движки – это фактически готовая система позиционирования, снаряженная движком неизменного либо переменного тока, редуктором и выдвижным штоком.Актуаторы состоят из узла, в каком находится линейная направляющая и шариковинтовая передача, винт которой проходит через центр каретки подвижного блока. Так как линейные движки сборные, их можно сделать фактически хоть какой модификации и назначения.
Линейные шаговые движки употребляются, к примеру, в медицине. Эта область внедрения актуаторов позволяет изготавливать мед технику и мебель с откидывающейся спинкой. Не считая того, инвалидные кресла-каталки, кушетки, тренажеры для восстановления после травм и массажные кресла также не обходятся без линейных актуаторов.
В индустрии линейные шаговые движки призваны заавтоматизировать различного рода технологические полосы, к примеру, в пищевой индустрии для упаковочных машин и систем вентиляции. Они обширно используются для сотворения автоматических рабочих мест, эскалаторов и других подъемных средств.
Самое обычное бытовое применение линейных движков – системы автоматического открытия ворот и гаражных дверей.
Аспекты выбора линейных актуаторов:
1. Величина нагрузки.Выбирая линейный двигатель, учитывайте, что критическая нагрузка сразу к тому же предельная нагрузка актуатора.
2. Скорость перемещения.Разные линейные шаговые движки могут быть как очень резвыми, так и очень неспешными для Ваших определенных задач. Окончательное решение Вы можете принять, скомбинировав данные скорости и величины нагрузки.
3. Длина хода.Чем больше длина хода, тем больше будут размеры актуатора во втянутом состоянии. Это в особенности принципиально, если линейные актуаторы инсталлируются в маленьком объёме.
4. Проверка рабочего цикла.Большая часть линейных шаговых движков не поддерживают длинный режим работы без перегрева, потому проверка должна быть проведена на самой исходной стадии.
5. Электроснабжение.Линейные шаговые движки могут работать как от сетевого источника электронного тока, так и от батареи. Для случаев с внедрением батареи может потребоваться двигатель неизменного тока с этим же напряжением. Но, в случаях работы с переменным током, не непременно требуются мотора переменного тока, потому что переменный ток просто трансформируется в неизменный.
6. Условия использования.Если требуется использовать линейные актуаторы в помещении с неизменной средой, выбор будет велик. Но для экстремальных критерий, перепадов температуры либо погружении в жидкость следует подбирать спец модели движков.
Желаете приобрести линейный шаговой двигатель? Обращайтесь в компанию «Степмотор».
ctirling.ru
