电机技术期刊混合式直线电机特点与应用优势研究
当我回顾那些日子，我想起了我们对混合式直线电机的探索。它是如何从旋转运动转变为线性运动的，这种变化可以通过多种机械手段实现，包括齿条和齿轮传动、皮带轮传动以及其他机械联动装置。这些设计都需要各种复杂的机械零件。而将这种转变在电机内部完成，是最有效的一种方法。
混合式步进电机是一种基础型号，它由具有磁性的转子铁芯与由定子产生的脉动定子电磁场相互作用而产生旋转。直线电机则将旋转运动直接变换为线性运动，其精确程度取决于转子的步进角度和所选方法。直线步进电机最初出现在1968年的专利中，由William Henschke获得，并迅速应用于诸如制造、精密调准和精密流体测量等高要求领域。
使用螺纹的直线电机，其精确度受到其螺距大小影响。在内置一个螺母至直线电机中心，并采用一根固定在外部轴上的螺杆，与此螺母啮合时，为了使轴向移动而不让螺杆随着整体一起旋转，就必须采取某些措施来防止这发生。当整个系统在运行时，虽然轴承受到了约束，但由于轴承允许自由移动，在一定程度上减少了摩擦，从而提高了效率。此外，无论是在内置固定但可沿轴向移动的螺纹或在外部使用无法旋转但可沿轴向移动的锁紧物，都能实现这种约束。
简化设计并且将这一过程内部化对于许多应用来说是一个重要考虑因素。这一方法极大地简化了设计，使得许多设备能够直接进行精确控制，而无需额外安装任何机械连接器。
最初，我们采用了一种滚珠丝杆与滚珠环结合体，这样做提高了效率，但却有其局限性，比如校准要求较高且成本较高，因此并不适用于大多数实际应用中。在寻找更好的解决方案时，我们发现Acme（梯形）类型更加符合我们的需求，因为它们提供了更高效率，更低损耗，以及更长寿命。此外，由于Acme类型具有29度角度，而“V”形仅有60度，这意味着Acme能传递更多力矩，同时也减少了磨损及扭矩负载。
除了材料之选择，还有一点很关键，那就是驱动板块中的金属材料选择。在早期，我们主要使用青铜，但后来我们意识到工程塑料可能会提供更好的性能，尤其是在温度稳定的情况下。但即便如此，也存在问题，如膨胀量过大导致尺寸不匹配的问题。而黄铜则表现出了更稳定的性能，即使在极端温度条件下也不失去尺寸稳定性。
最后，我们还注意到保持最佳性能对于混合式步进电机会非常重要，以达到最佳结果，不仅要关注材料选择，还要关注结构设计，比如利用注塑成型技术制作出具有内嵌壳状结构的地铁芯这样的创新技术，可以显著提升运行寿命和效率，同时降低噪音水平。这一切都是为了推广一种既强大又灵活又经济实用的设备——混合式直线步进电机，它正逐渐成为各行各业不可或缺的一部分。
