步进电机基础（2.6）-直线步进电机

前言 基本信息 名称描述说明

教材名称

步进电机应用技术

作者

坂本正文

译者

王自强

公式

θs 等于 180°除以 P 再乘以 Nr 。公式为（2.1）。

步进电机的步距角θs，其中Nr 为转子极对数，P为定子相数

θs 等于正的或负的（360°除以 mP 减去 360°乘以 n 除以 Nr），这是公式（2.2）

Nt =m (nP±1/2)       公式（2. 3)

当为相内磁路时，存在转子齿 Nr 与相数 P、主极数 m 的表达式。在式（2.3）中，Nr 必须是整数，不然就没有意义。并且在这种情况下，要留意 m 必须是偶数。

前言说明

我阅读了《步进电机应用技术》这本书，在学习过程中记录了相关知识以及心得体会。

直线步进电机

直线步进电机将旋转型步进电机的气隙展开并伸长成直线。直线步进电机能够进行直线运动或者直线往复运动。若以旋转电动机作为动力源，要转变为直线运动，就需要借助齿轮、凸轮机构以及皮带或钢丝。图 2.43 是旋转步进电机驱动直线运动的机构——软盘驱动器（FDD）的磁头运动机构。

目前 3.5 英寸 FDD 的机构多会采用图 2.43(a)的螺杆机构。这种螺杆机构间隙很小，不过效率较低，所以在高速运行时会遇到困难。但因其价格便宜，所以得以广泛应用。图 2.43(b)、图 2.43©、图 2.43(d)的机构是 5.25 英寸 FDD 的使用方式。其中，图 2.43©的皮带式机构多被用在打印机的传输筒驱动上。这些直线转换机构能够用图 2.43 (e) 中的直线步进电机予以替代。

直线步进电机与旋转型相比，它能够直接进行直线运动，并且可以使机器实现小型化。它对负载惯量较为敏感。如果行程较长，其气隙会比旋转型的大，这样就会产生效率下降等问题，所以在使用时必须特别注意使用用途以及使用环境等方面的问题。

直线步进电机包含三相 VR 型，现在来介绍永久磁铁转子的运行原理，也就是索耶原理。图 2.44 展示了利用索耶原理的步进电机的工作情况。

原理。

按照①、②、③、④的顺序来切换电流，借助线圈电流给两个磁极进行激磁，从而产生相反的极性，这种极性会与永久磁铁产生的磁通相互叠加。其中一个磁极的磁通会增加，而另一个磁极的磁通则会减少。当绕组产生的磁通与永久磁铁的磁通相同时，相减磁极的磁通就会变为零。在这种情况下，永久磁铁的磁通会通过同方向的激磁磁极，接着经过定子磁轭以及动子的两个磁极，最后返回到永久磁铁的另一个磁极。通过①、②、③、④顺序切换激磁电流，转子每次会向右移动 1/4 定子齿距。此为索耶直线步进电机的工作原理。