โครงสร้างและการเลือกใช้มอเตอร์เชิงเส้นแบบขับเคลื่อนภายนอก

หลักการพื้นฐานของมอเตอร์เชิงเส้นที่ขับเคลื่อนจากภายนอก

 

โรเตอร์ของมอเตอร์สเต็ปเปอร์เชิงเส้นที่ขับเคลื่อนจากภายนอกเป็นแม่เหล็กถาวร เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวดสเตเตอร์ ขดลวดสเตเตอร์จะสร้างสนามแม่เหล็กเวกเตอร์ สนามแม่เหล็กนี้จะขับเคลื่อนให้โรเตอร์หมุนไปในมุมหนึ่ง โดยทิศทางของสนามแม่เหล็กคู่ของโรเตอร์จะตรงกับทิศทางของสนามแม่เหล็กของสเตเตอร์ เมื่อสนามแม่เหล็กเวกเตอร์ของสเตเตอร์หมุนไปในมุมหนึ่ง โรเตอร์ก็จะหมุนไปในมุมเดียวกับสนามแม่เหล็กนี้ด้วย สำหรับแต่ละพัลส์ไฟฟ้าที่ป้อนเข้าไป โรเตอร์ไฟฟ้าจะหมุนไปหนึ่งมุมและเคลื่อนที่ไปข้างหน้าหนึ่งขั้น โดยจะให้ค่าการกระจัดเชิงมุมที่แปรผันตรงกับจำนวนพัลส์ที่ป้อนเข้าไป และความเร็วที่แปรผันตรงกับความถี่ของพัลส์ การเปลี่ยนลำดับการจ่ายพลังงานให้กับขดลวดจะทำให้มอเตอร์หมุนกลับทิศทาง ดังนั้น การหมุนของมอเตอร์สเต็ปเปอร์จึงสามารถควบคุมได้โดยการควบคุมจำนวนพัลส์ ความถี่ และลำดับการจ่ายพลังงานให้กับขดลวดมอเตอร์ในแต่ละเฟส

มอเตอร์นี้ใช้สกรูเป็นแกนหมุนออก และน็อตขับภายนอกจะประกบกับสกรูที่อยู่นอกมอเตอร์ โดยมีวิธีป้องกันไม่ให้น็อตหมุนสัมพันธ์กัน จึงทำให้เกิดการเคลื่อนที่เชิงเส้น ผลลัพธ์ที่ได้คือการออกแบบที่เรียบง่ายขึ้นอย่างมาก ซึ่งช่วยให้สามารถใช้มอเตอร์สเต็ปเปอร์เชิงเส้นโดยตรงสำหรับการเคลื่อนที่เชิงเส้นที่แม่นยำในหลายๆ การใช้งานโดยไม่ต้องติดตั้งกลไกเชื่อมต่อภายนอก

               ข้อดีของมอเตอร์เชิงเส้นที่ขับเคลื่อนจากภายนอก

 

มอเตอร์สเต็ปเปอร์แบบสกรูเชิงเส้นที่มีความแม่นยำสูงสามารถใช้แทนกระบอกสูบได้แอปพลิเคชันบางอย่างมอเตอร์สเต็ปเปอร์แบบสกรูเชิงเส้นให้ข้อดีหลายประการ เช่น การกำหนดตำแหน่งที่แม่นยำ ความเร็วที่ควบคุมได้ และความถูกต้องแม่นยำสูง จึงถูกนำไปใช้งานหลากหลายประเภท เช่น การผลิต การสอบเทียบที่แม่นยำ การวัดของเหลวที่แม่นยำ การเคลื่อนที่ในตำแหน่งที่แม่นยำ และอีกหลายด้านที่ต้องการความแม่นยำสูง

▲ความแม่นยำสูง ความแม่นยำในการกำหนดตำแหน่งที่ทำซ้ำได้ถึง ±0.01 มม.

มอเตอร์สเต็ปแบบสกรูเชิงเส้นช่วยลดปัญหาการหน่วงเวลาในการประมาณค่าเนื่องจากกลไกการส่งกำลังที่เรียบง่าย ความแม่นยำในการกำหนดตำแหน่ง ความสามารถในการทำซ้ำ และความแม่นยำสัมบูรณ์ ซึ่งทำได้ง่ายกว่า "มอเตอร์หมุน + สกรู" ความแม่นยำในการกำหนดตำแหน่งซ้ำของสกรูธรรมดาในมอเตอร์สเต็ปแบบสกรูเชิงเส้นสามารถทำได้ถึง ±0.05 มม. และความแม่นยำในการกำหนดตำแหน่งซ้ำของสกรูบอลสามารถทำได้ถึง ±0.01 มม.

▲ ความเร็วสูง สูงสุด 300 เมตร/นาที

มอเตอร์สเต็ปปิ้งแบบสกรูเชิงเส้นมีความเร็ว 300 เมตร/นาที และอัตราเร่ง 10g ในขณะที่มอเตอร์แบบสกรูบอลมีความเร็ว 120 เมตร/นาที และอัตราเร่ง 1.5g และความเร็วของมอเตอร์สเต็ปปิ้งแบบสกรูเชิงเส้นจะได้รับการปรับปรุงให้ดียิ่งขึ้นไปอีกหลังจากแก้ไขปัญหาความร้อนได้สำเร็จ ในขณะที่ความเร็วของ "มอเตอร์เซอร์โวและสกรูบอลแบบหมุน" นั้นมีข้อจำกัดด้านความเร็ว และยากที่จะปรับปรุงให้ดีขึ้นไปอีก

อายุการใช้งานยาวนานและบำรุงรักษาง่าย

มอเตอร์สเต็ปปิ้งแบบสกรูเชิงเส้นเหมาะสำหรับงานที่มีความแม่นยำสูง เนื่องจากไม่มีการสัมผัสกันระหว่างชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่และชิ้นส่วนที่อยู่กับที่เนื่องจากช่องว่างในการติดตั้ง และไม่มีการสึกหรอเนื่องจากการเคลื่อนที่แบบไปกลับด้วยความเร็วสูงของตัวเคลื่อนที่ ในขณะที่สกรูบอลไม่สามารถรับประกันความแม่นยำในการเคลื่อนที่แบบไปกลับด้วยความเร็วสูงได้ และแรงเสียดทานที่ความเร็วสูงจะทำให้เกิดการสึกหรอของน็อตสกรู ซึ่งจะส่งผลต่อความแม่นยำของการเคลื่อนที่และไม่สามารถตอบสนองความต้องการความแม่นยำสูงได้

               การเลือกมอเตอร์เชิงเส้นแบบขับเคลื่อนภายนอก

ในการพัฒนาผลิตภัณฑ์หรือโซลูชันที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่เชิงเส้น เราขอแนะนำให้วิศวกรให้ความสำคัญกับประเด็นต่อไปนี้