تجزیه و تحلیل مکانیسم تبدیل حرکت و مزایای موتور خطی مرحله ای

یک موتور خطی مرحله ای یک نوع خاص موتور است که مستقیما سیگنال های پالس الکتریکی را به حرکت خطی تبدیل می کند.بدون نیاز به دستگاه های انتقال مکانیکی میانگین مانند دنده ها یا کمربند هامفهوم اصلی طراحی این است که کنترل تحرک خطی با دقت بالا و کارایی بالا از طریق اثر همبستگی میدان های الکترومغناطیسی و ساختارهای مکانیکی به دست آید.این مقاله ویژگی های فنی و ارزش کاربرد موتورهای خطی گام به گام را از دو جنبه تجزیه و تحلیل خواهد کرد: مکانیسم تبدیل حرکت و مزایای اصلی.

1、 مکانیسم تبدیل حرکت موتور خطی مرحله ای
مکانیسم تبدیل حرکت موتورهای خطی مرحله ای را می توان به دو دسته تقسیم کرد: تبدیل ساختار مکانیکی و محرک مستقیم میدان الکترومغناطیسی.

1مکانیزم تبدیل ساختار مکانیکی
این نوع طراحی حرکت چرخش را از طریق درگیر کردن یک پیچ و مغز داخلی به حرکت خطی تبدیل می کند. به طور خاص به دو شکل تقسیم می شود:
- ساخته شده در نوع روتور: موتور یک روتور با رشته های داخلی را ادغام می کند که پیچ را به حرکت محوری از طریق تعامل بین روتور و پیچ هدایت می کند.
نوع مغز خارجی: پیچ به عنوان شاخه خروجی موتور عمل می کند و یک مغز محرک خارجی برای دستیابی به حرکت خطی با کنترل چرخش مغز نصب شده است.
این نوع طراحی زنجیره های انتقال مکانیکی سنتی را ساده می کند و برای سناریوهای مورد نیاز برای ساختارهای جمع و جور مانند چاپگرها و چاپگرهای سه بعدی مناسب است.

2مکانیسم راننده مستقیم میدان الکترومغناطیسی (اصول سویه)
به عنوان مثال موتور خطی سه فاز VR به عنوان مثال، هسته آن اصل سویه است:
تغییر قطب مغناطیسی: با تغییر متوالی جهت جریان در کویل های استاتور، یک میدان مغناطیسی متناوب ایجاد می شود که با آهنرباهای دائمی روی روتور تعامل دارد.
-پوشش جریان مغناطیسی: هنگامی که جهت جریان کویل تغییر می کند، جریان مغناطیسی یک قطب با جریان مغناطیسی آهنربای دائمی قرار می گیرد و تقویت می شود.در حالی که جریان مغناطیسی قطب دیگر کاهش می یابد و ضعیف می شود، باعث می شود که روتور تحت اثر نیروی میدان مغناطیسی در یک خط مستقیم حرکت کند.
کنترل مرحله: با هر سوئیچ جهت جریان، روتور 1/4 از فاصله دندان استاتور را حرکت می دهد و جابجایی دقیق مرحله را می توان از طریق سوئیچ مداوم به دست آورد.

2مزیت های اصلی موتورهای خطی گام بردار
در مقایسه با موتورهای مرحله ای روتاری سنتی، موتورهای مرحله ای خطی مزایای قابل توجهی در عملکرد و سناریوهای کاربرد دارند:

1دقت بالا و سرعت بالا
- حالت رانش مستقیم هیستریز مکانیکی از اجزای انتقال میانگین مانند دنده ها و پیچ ها را از بین می برد، سرعت واکنش پویا را چندین برابر بهبود می بخشد،و دقت موقعیت را تا سطح میکرومتر به دست می آورد.
شتاب می تواند به 2-10g (شتاب گرانشی) برسد، مناسب برای تجهیزات دقیقی است که نیاز به شروع و توقف سریع دارند (مانند ماشین های برش لیزر، ماشین آلات CNC).

2- ساده سازی و کوچک سازی ساختار
- هیچ دستگاه انتقال خارجی مورد نیاز نیست، ساختار مکانیکی جمع و جور است، که پیچیدگی سیستم و اشغال فضای را کاهش می دهد،مناسب برای تجهیزات کوچک مانند ابزار پزشکی و روبات های خودکار.

3انعطاف پذیری سفر و کم صدا
- طول محرک را می توان به طور نامحدود با اتصال استاتور به صورت سری گسترش داد و محدودیت های فیزیکی انتقال پیچ سنتی را حل کرد.
-طراحی ریل راهنمای ارتفاع مغناطیسی بدون تماس مکانیکی به طور قابل توجهی صدای کار را کاهش می دهد و برای محیط های آرام مانند آزمایشگاه ها و امکانات پزشکی مناسب است.

4قابلیت اطمینان بالا و بهره وری انرژی
- از بین بردن اجزای اصطکاک (مانند کمربند و دنده ها) ، کاهش تلفات انرژی و افزایش بهره وری بیش از 30٪
طراحی بدون پوشیدن طول عمر خدمات را افزایش می دهد و هزینه های نگهداری پایین دارد.

5. ضد تداخل و سازگاری با محیط زیست
-تکنالوژی گیره بندی رزین اپوکسی را اتخاذ می کند، دارای ویژگی های ضد گرد و غبار، ضد رطوبت و مقاوم در برابر خوردگی است، مناسب برای محیط های صنعتی خشن است.

3、 زمینه های کاربرد معمول
موتورهای خطی گام به گام، با مزایای منحصر به فرد خود، به طور گسترده ای در زمینه های زیر استفاده می شوند:
- ساخت دقیق: بسته بندی نیمه هادی، کالیبراسیون قطعات نوری.
تجهیزات اتوماسیون: چاپ سه بعدی، ماشین آلات CNC، خطوط مونتاژ خودکار.
تحقیقات پزشکی و علمی: کنترل مرحله میکروسکوپ، توزیع دقیق مایعات.
الکترونیک مصرفی: چاپگرها، اسکنرها، سیستم های تمرکز دوربین.

موتورهای خطی مرحله ای از طریق مکانیسم های تبدیل حرکت نوآورانه (مانند اصل سوی) و طراحی محرک مستقیم کنترل حرکت خطی با دقت بالا و کارایی بالا را به دست می آورند.مزایای اصلی آن - پاسخ سریع، ساختار ساده، مسافرت طولانی، و سر و صدا کم - آن را به یک جزء کلیدی غیر قابل جایگزین در زمینه های صنعت دقیق و اتوماسیون تبدیل می کند.با پیشرفت تکنولوژی تولید هوشمند، موتورهای خطی گام به گام محدودیت های کاربرد خود را در سیناریوهای کوچک سازی و پویایی بالا گسترش می دهند.