絲杠與螺母嚙合，采用某種方法阻止絲杠和螺母的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，使絲杠軸向移動(dòng)。一般來(lái)說(shuō)，目前有兩種方法可以實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)變。首先是在電機(jī)中構(gòu)建一個(gè)帶內(nèi)螺紋的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子的內(nèi)螺紋與螺桿嚙合，實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)。二是利用絲杠作為電機(jī)出軸，外置傳動(dòng)螺母與電機(jī)外的絲杠?chē)Ш希瑢?shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)。這樣做的結(jié)果是大大簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)，在許多應(yīng)用中無(wú)需外部機(jī)械聯(lián)動(dòng)裝置即可使用線性步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行精確的線性運(yùn)動(dòng)。直線步進(jìn)電機(jī)廣泛應(yīng)用于制造、精密校準(zhǔn)、精密流體測(cè)量、精密位置運(yùn)動(dòng)等諸多高精度要求。

螺桿步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子是永磁體。當(dāng)電流流過(guò)定子繞組時(shí)，定子繞組會(huì)產(chǎn)生一個(gè)矢量磁場(chǎng)。磁場(chǎng)會(huì)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，使轉(zhuǎn)子的一對(duì)磁場(chǎng)方向與定子磁場(chǎng)的方向一致。當(dāng)定子的矢量磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度時(shí)，轉(zhuǎn)子也隨著這個(gè)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度。每輸入一個(gè)電脈沖，電機(jī)就旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，向前移動(dòng)一步。絲桿步進(jìn)電機(jī)輸出的角位移與輸入脈沖數(shù)成正比，轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比。改變繞組通電的順序，電機(jī)將反轉(zhuǎn)。因此，可以通過(guò)控制電機(jī)各相繞組的脈沖數(shù)、頻率和通電順序來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。

常見(jiàn)的各種電機(jī)內(nèi)部都有鐵芯和繞組線圈。繞組有電阻，通電時(shí)會(huì)造成損耗。損耗與電阻和電流的平方成正比。這就是我們常說(shuō)的銅損。如果電流不是標(biāo)準(zhǔn)直流或正弦波，也會(huì)出現(xiàn)諧波損耗；鐵芯有磁滯。渦流效應(yīng)也在交變磁場(chǎng)中產(chǎn)生損耗，其大小與材料、電流、頻率和電壓有關(guān)，稱為鐵損。銅損和鐵損都以熱的形式表現(xiàn)出來(lái)，這會(huì)影響電機(jī)的效率。絲桿步進(jìn)電機(jī)一般追求定位精度和扭矩輸出。效率比較低，電流一般比較大，諧波成分高。交流電流的頻率也隨速度而變化，比一般交流電機(jī)嚴(yán)重。

螺桿步進(jìn)電機(jī)的使用

1、螺桿步進(jìn)電機(jī)工作時(shí)，各相繞組不是不斷通電，而是按一定規(guī)律依次通電。

2、每輸入一個(gè)脈沖電信號(hào)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度稱為步距角。

3、絲桿步進(jìn)電機(jī)可根據(jù)具體指令控制角度，也可控制速度。在角度控制中，每輸入一個(gè)脈沖，定子繞組切換一次，輸出軸旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度。步數(shù)與脈沖數(shù)一致，輸出軸的角位移與輸入脈沖成正比。調(diào)速時(shí)，連續(xù)脈沖饋入步進(jìn)電機(jī)繞組，各相繞組依次連續(xù)通電，步進(jìn)電機(jī)連續(xù)旋轉(zhuǎn)，其速度與脈沖頻率成正比。改變通電順序，即改變定子磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向，可以控制電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。

4、絲桿步進(jìn)電機(jī)具有自鎖能力。當(dāng)控制脈沖停止輸入，上一個(gè)脈沖控制的繞組繼續(xù)通直流電時(shí)，電機(jī)可以保持在一個(gè)固定位置，即停在上一個(gè)脈沖控制的角位移的終點(diǎn)位置，使步進(jìn)電機(jī)在停車(chē)時(shí)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子定位。

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