외부 구동 선형 모터의 구조 및 선택

선형 스테퍼 모터, 또한 ~로 알려짐선형 스테퍼 모터는 고정자에서 생성된 펄스 전자기장과 상호 작용하여 회전을 생성하는 자기 로터 코어이며, 모터 내부의 리니어 스테퍼 모터는 회전 운동을 직선 운동으로 변환합니다. 리니어 스테퍼 모터는 직선 운동이나 직선 왕복 운동을 직접 수행할 수 있습니다. 회전 모터를 동력원으로 사용하여 직선 운동으로 변환하는 경우, 기어, 캠 구조, 그리고 벨트나 와이어와 같은 메커니즘이 필요합니다. 리니어 스테퍼 모터는 1968년에 처음 도입되었으며, 아래 그림은 일반적인 리니어 스테퍼 모터의 몇 가지 예를 보여줍니다.

https://www.vic-motor.com/리니어-스테퍼-모터/

외부 구동 선형 모터의 기본 원리

 

외부 구동 선형 스테퍼 모터의 회전자는 영구 자석입니다. 전류가 고정자 권선에 흐르면 고정자 권선은 벡터 자기장을 생성합니다. 이 자기장은 회전자를 특정 각도로 회전시켜 회전자의 한 쌍의 자기장의 방향이 고정자 자기장의 방향과 일치하도록 합니다. 고정자의 벡터 자기장이 특정 각도만큼 회전하면 회전자도 이 자기장에 맞춰 특정 각도로 회전합니다. 각 전기 펄스가 입력될 때마다 전기 회전자는 한 각도만큼 회전하고 한 스텝 앞으로 이동합니다. 회전자는 입력된 펄스 수에 비례하는 각 변위와 펄스 주파수에 비례하는 속도를 출력합니다. 권선 전원 공급 순서를 변경하면 모터가 역전됩니다. 따라서 각 상의 모터 권선에 전원이 공급되는 펄스 수, 주파수, 그리고 순서를 제어하여 스테퍼 모터의 회전을 제어할 수 있습니다.

모터는 나사를 출력축으로 사용하고, 외부 구동 너트는 모터 외부에서 나사와 맞물려 나사 너트가 서로 회전하는 것을 방지하여 선형 운동을 구현합니다. 결과적으로, 외부 기계적 연결 장치를 설치하지 않고도 다양한 응용 분야에서 정밀한 선형 운동을 위해 선형 스테퍼 모터를 직접 사용할 수 있도록 설계가 크게 간소화되었습니다.

               외부 구동 선형 모터의 장점

 

정밀 선형 스크류 스테퍼 모터는 실린더를 대체할 수 있습니다.일부 응용 프로그램정밀한 위치 결정, 속도 제어, 높은 정확도 등의 장점을 제공합니다. 리니어 스크류 스테퍼 모터는 제조, 정밀 교정, 정밀 유체 측정, 정밀 위치 이동 등 높은 정밀도가 요구되는 다양한 분야에서 사용됩니다.

▲ 고정밀, 반복 가능한 위치 정확도 최대 ±0.01mm

리니어 스크류 스테핑 모터는 간단한 전달 메커니즘, 위치 결정 정확도, 반복성 및 절대 정확도로 인해 보간 지연 문제를 줄입니다. "회전 모터 + 스크류"보다 구현이 더 쉽습니다. 리니어 스크류 스테핑 모터의 일반 스크류 반복 위치 결정 정확도는 ±0.05mm, 볼 스크류 반복 위치 결정 정확도는 ±0.01mm에 도달할 수 있습니다.

▲ 고속, 최대 300m/min

리니어 스크류 스테핑 모터의 속도는 300m/min이고 가속도는 10g인 반면, 볼 스크류의 속도는 120m/min이고 가속도는 1.5g입니다. 리니어 스크류 스테핑 모터의 속도는 열 문제를 성공적으로 해결한 후 더욱 향상될 것입니다. 반면, "회전 서보 모터 & 볼 스크류"의 속도는 속도에 제한이 있지만, 더 이상 개선하기는 어렵습니다.

높은 수명과 쉬운 유지관리

리니어 스크류 스테핑 모터는 장착 간극으로 인해 가동부와 고정부 사이에 접촉이 없고, 가동부의 고속 왕복 운동으로 인한 마모가 발생하지 않으므로 고정밀에 적합합니다. 볼 스크류는 고속 왕복 운동에서 정밀도를 보장할 수 없으며, 고속 마찰은 스크류 너트의 마모를 유발하여 운동 정밀도에 영향을 미쳐 고정밀 요구를 충족하지 못합니다.

               외부 구동 선형 모터 선택

선형 운동 관련 제품이나 솔루션을 만들 때 엔지니어는 다음 사항에 중점을 두는 것이 좋습니다.

그림 1

1. 시스템 부하는 얼마입니까?

시스템의 부하에는 정적 부하와 동적 부하가 포함되며, 종종 부하의 크기에 따라 모터의 기본 크기가 결정됩니다.

정적 하중: 나사가 정지 상태에서 견딜 수 있는 최대 추력.

동적 하중: 나사가 움직일 때 견딜 수 있는 최대 추력.

2. 모터의 선형 주행 속도는 무엇입니까?

선형 모터의 회전 속도는 나사의 리드와 밀접한 관련이 있으며, 나사의 1회전은 너트의 1리드와 같습니다. 저속에서는 리드가 작은 나사를, 고속에서는 리드가 큰 나사를 선택하는 것이 좋습니다.

3. 시스템의 정확도 요구 사항은 무엇입니까?

나사 정확도: 나사의 정확도는 일반적으로 선형 정확도로 측정합니다. 즉, 나사가 1회전한 후의 이론적인 이동과 실제 이동 사이의 오차입니다.

반복 위치 정확도: 반복 위치 정확도는 지정된 위치에 반복적으로 도달할 수 있는 시스템의 정확도로 정의되며, 이는 시스템의 중요한 지표입니다.

백래시: 두 축 방향의 상대적인 이동량일 때 정지 상태의 나사와 너트의 백래시입니다. 작업 시간이 증가함에 따라 마모로 인해 백래시도 증가합니다. 백래시 제거 너트를 사용하면 백래시를 보정하거나 수정할 수 있습니다. 양방향 위치 조정이 필요한 경우 백래시가 문제가 될 수 있습니다.

4. 기타 선택

선택 과정에서 다음과 같은 사항도 고려해야 합니다. 리니어 스테퍼 모터의 장착이 기계 설계에 부합하는가? 움직이는 물체를 너트에 어떻게 연결할 것인가? 나사봉의 유효 스트로크는 얼마인가? 어떤 종류의 구동 장치가 적합할 것인가?

그림 2

게시 시간: 2022년 11월 16일

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