Motor de passo linear, também conhecido comomotor de passo linearO núcleo do rotor magnético interage com o campo eletromagnético pulsado gerado pelo estator para produzir rotação. Um motor de passo linear, localizado dentro do motor, converte o movimento rotativo em movimento linear. Os motores de passo lineares podem realizar movimento linear ou movimento linear alternativo diretamente. Se um motor rotativo for usado como fonte de energia para converter o movimento rotativo em linear, engrenagens, estruturas de cames e mecanismos como correias ou fios serão necessários. Os motores de passo lineares foram introduzidos pela primeira vez em 1968, e a figura a seguir mostra alguns exemplos típicos.
Princípio básico dos motores lineares acionados externamente
O rotor de um motor de passo linear acionado externamente é um ímã permanente. Quando a corrente flui pelo enrolamento do estator, este gera um campo magnético vetorial. Esse campo magnético faz o rotor girar em um determinado ângulo, de modo que a direção do par de campos magnéticos do rotor coincida com a direção do campo magnético do estator. Quando o campo magnético vetorial do estator gira em um determinado ângulo, o rotor também gira em um ângulo correspondente a esse campo magnético. Para cada pulso elétrico de entrada, o rotor gira um ângulo e avança um passo. Ele produz um deslocamento angular proporcional ao número de pulsos de entrada e uma velocidade proporcional à frequência dos pulsos. Alterar a ordem de energização dos enrolamentos inverte o sentido de rotação do motor. Portanto, a rotação do motor de passo pode ser controlada controlando-se o número de pulsos, a frequência e a ordem de energização dos enrolamentos de cada fase.
O motor utiliza um parafuso como eixo de saída, e uma porca de acionamento externa se engata com o parafuso fora do motor, impedindo que a porca gire em relação a ele, obtendo assim movimento linear. O resultado é um projeto bastante simplificado que permite o uso de motores de passo lineares diretamente para movimento linear preciso em diversas aplicações, sem a necessidade de uma ligação mecânica externa.
Vantagens dos motores lineares com acionamento externo
Os motores de passo de parafuso linear de precisão podem substituir cilindros emalgumas aplicaçõesOs motores de passo de parafuso linear oferecem vantagens como posicionamento preciso, velocidade controlável e alta exatidão. São utilizados em uma ampla gama de aplicações, incluindo manufatura, calibração de precisão, medição precisa de fluidos, movimentação precisa de posições e muitas outras áreas com altos requisitos de precisão.
▲Alta precisão, exatidão de posicionamento repetível de até ±0,01 mm
O motor de passo linear com parafuso reduz o problema de atraso de interpolação devido ao seu mecanismo de transmissão simples, precisão de posicionamento, repetibilidade e exatidão absoluta. É mais fácil de implementar do que o sistema "motor rotativo + parafuso". A precisão de posicionamento repetitivo do parafuso comum do motor de passo linear com parafuso pode atingir ±0,05 mm, e a precisão de posicionamento repetitivo do parafuso de esferas pode atingir ±0,01 mm.
▲ Alta velocidade, até 300 m/min
A velocidade do motor de passo de parafuso linear é de 300 m/min e a aceleração é de 10 g, enquanto a velocidade do fuso de esferas é de 120 m/min e a aceleração é de 1,5 g. A velocidade do motor de passo de parafuso linear poderá ser ainda mais aprimorada após a resolução do problema de aquecimento, enquanto a velocidade do "motor de passo rotativo com fuso de esferas" é limitada, sendo difícil obter maiores melhorias.
Alta durabilidade e fácil manutenção.
O motor de passo de parafuso linear é adequado para alta precisão, pois não há contato entre as partes móveis e fixas devido à folga de montagem, e não há desgaste devido ao movimento alternativo de alta velocidade dos rotores. O fuso de esferas não garante a precisão no movimento alternativo de alta velocidade, e o atrito em alta velocidade causa desgaste na porca do fuso, o que afeta a precisão do movimento e não atende à demanda por alta precisão.
Seleção de motor linear de acionamento externo
Ao desenvolver produtos ou soluções relacionados ao movimento linear, sugerimos que os engenheiros se concentrem nos seguintes pontos.
1. Qual é a carga do sistema?
A carga do sistema inclui carga estática e carga dinâmica, e frequentemente o tamanho da carga determina o tamanho básico do motor.
Carga estática: o empuxo máximo que o parafuso pode suportar em repouso.
Carga dinâmica: o empuxo máximo que o parafuso pode suportar quando está em movimento.
2. Qual é a velocidade linear de rotação do motor?
A velocidade de rotação do motor linear está intimamente relacionada ao passo do fuso; uma volta do fuso corresponde a um passo da porca. Para baixas velocidades, recomenda-se escolher um fuso com um passo menor, e para altas velocidades, recomenda-se escolher um fuso com um passo maior.
3. Qual é o requisito de precisão do sistema?
Precisão do parafuso: a precisão do parafuso é geralmente medida pela precisão linear, ou seja, o erro entre o deslocamento real e o deslocamento teórico após o parafuso girar uma volta completa.
Precisão de posicionamento repetitivo: a precisão de posicionamento repetitivo é definida como a capacidade do sistema de alcançar repetidamente a posição especificada, sendo um indicador importante para o sistema.
Folga: folga entre o parafuso e a porca em repouso, quando os dois se movem axialmente em relação um ao outro. Com o aumento do tempo de trabalho, a folga também aumenta devido ao desgaste. A compensação ou correção da folga pode ser feita com uma porca de eliminação de folga. Quando o posicionamento bidirecional é necessário, a folga torna-se uma preocupação.
4. Outras seleções
Os seguintes aspectos também devem ser considerados no processo de seleção: A montagem do motor de passo linear está de acordo com o projeto mecânico? Como será feita a conexão do objeto móvel à porca? Qual é o curso efetivo da haste roscada? Qual tipo de acionamento será utilizado?
Data da publicação: 16/11/2022