直線步進(jìn)電機(jī)是將前面介紹的幾種旋轉(zhuǎn)型步進(jìn)電機(jī)的氣隙展開伸長(zhǎng)成直線。直線步進(jìn)電機(jī)可以直線運(yùn)動(dòng)或直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，要轉(zhuǎn)變成直線運(yùn)動(dòng)，需要借助齒輪、凸輪機(jī)構(gòu)及皮帶或鋼絲。

直線步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)

如下圖所示為旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)：軟盤驅(qū)動(dòng)器(FDD)磁頭運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。以前3.5英寸FDD的機(jī)構(gòu)多采用圖(a)的螺桿機(jī)構(gòu)，雖然間隙很小，但效率低，因此高速運(yùn)行困難，但由于價(jià)格便宜得以廣泛使用。圖(b)、(c)、(d)的機(jī)構(gòu)為5.25英寸FDD的使用方式，(c)的皮帶式多用在打印機(jī)的傳輸筒驅(qū)動(dòng)上。這些直線轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)可以使用圖(e)的直線步進(jìn)電機(jī)來(lái)代替。

 

步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)→直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖

 

直線步進(jìn)電機(jī)與旋轉(zhuǎn)型比較，能直接直線運(yùn)動(dòng)，可以使機(jī)器小型化；對(duì)負(fù)載慣量敏感；如行程長(zhǎng)，氣隙會(huì)比旋轉(zhuǎn)型的大，從而會(huì)產(chǎn)生效率下降等問(wèn)題，使用時(shí)要特別注意便用用途和使用環(huán)境等方面的問(wèn)題。

 

索耶原理的步進(jìn)電機(jī)工作原理

直線步進(jìn)電機(jī)有三相VR型，此處介紹永久磁鐵轉(zhuǎn)子的運(yùn)行原理：索耶（Sawyer）原理。下圖表示利用索耶原理的直線步進(jìn)電機(jī)工作原理。

 

利用索耶原理的直線步進(jìn)電機(jī)工作原理

 

如按①、②、③、④的順序切換電流，利用線圈電流給兩個(gè)磁極激磁，產(chǎn)生相反的極性，與永久磁鐵產(chǎn)生的磁通進(jìn)行疊加，一個(gè)磁極的磁通相加，另一個(gè)就相減，當(dāng)繞組產(chǎn)生的磁通與永久磁鐵的相同時(shí)，相減磁極的磁通為零，此時(shí)永久磁鐵的磁通通過(guò)同方向的激磁磁極，通過(guò)定子磁軛、動(dòng)子的兩個(gè)磁極，返回到永久磁鐵的另一磁極，①、②、③、④順序切換激磁電流，轉(zhuǎn)子每次向右移動(dòng)1/4定子齒距。此為索耶直線步進(jìn)電機(jī)的工作原理。