二、直线步进电机之直接转动

    作为一种机电系统，直线步进电机的直接传动就是进一步把相关机械构造进行简单化，
在电气控制技术方面做到进一步的完善，使之能够跟上现代电机技术发展的步伐。相比较于
传统机械结构，直线步进电机并不是旋转运动与机械变换装置相结合来获得直线运动的，
而是可以进行直接有效的直线传动。这种设备只要很小的电脉冲信号就可以形成比较大的推
力，能够产生直线运动；这样能够消除由传统机械元件而引起的诸多误差与缺陷。

    根据电磁场产生推力的原理，直线步进电机可以大致分类为两种：变磁阻式和混合式。前
者具有结构简单、成本低的优点；缺点则是磁力数值小、不对称、力矩波动较大。后者混合式
直线步进电机是在前者基础上加入了永磁体，因而即使是在断电的情况下，永磁体还能够
产生一定的力矩，可以继续直线运行一段距离。由于永磁体的存在，因而在单位体积上能够
形成比磁阻式更大的推力，能够较为轻易完成微步控制，并且其控制距离对于参数的依赖
性弱，一致性较好。为了提高直线运动的平稳性、减小推力带来的波动，在混合式电机中通
常使用细分技术。

    直线步进电机的基本结构主要是由动子、定子以及线圈组成。动子主要组成是永久磁铁和
电磁铁；定子则是由等距离的齿槽叠片贴心构成的。通常用细分技术来控制这种电机，能够
实现高分辨率和精密定位。

    三、直线步进电机在航空行业中的应用

    航空领域中放油阀就是由涡轮涡杆结构或者旋转丝杆结构来驱动实现的。这类旋转电机驱
动通过一定的传动比减速之后，使得输出的力矩增大，再经过直线位置上的传感器后能够
做到位置的精确定位以及具有较强的断电力矩。然而，不是每样东西都是十全十美的，它的
直线运动机构体积大、质量大、效率低，齿轮的吻合磨损大，且控制起来比较困难。在实际应
用当中，可以知道在航空中要运用到直线运动的地方，诸如电液伺服阀、氧气压缩阀、放油
阀、电动活门阀、发动机的油门杆、卫星天线等等，所需的推力并不是很大，而是希望能够将
涡轮、涡杆或旋转丝杆等的旋转运动变换成直线运动，但却无法满足飞机快速动阀的一些性
能要求，诸如靠性、频响、高灵敏度。

    目前，在国内外用于航天动力系统的流量调节阀门有三种：一是多个电磁阀之间进行并
联，用开关来控制各个管路上的流阻对管路上的流量来进行调节；二是使用旋转步机调节
阀，是由步机的控制器产生并发送不同数量的脉冲波从而控制阀门，进而达到对液路流量
的控制。这种调节阀能够进行无级调节，它可以是闭环调节也可以是开环调节，且对产品的
传动结构的精度要求比较高，其造价较为昂贵。三是配合使用电液伺服和单双阀座流量机械
式调节阀，来达到双流量的控制目的；其具有控制精度高、响应速度快的优点，但是这两种
门阀都具有回流，并且制造难度大、造价昂贵。

    现在又有一种新型的调节阀。直线步进电机与阀本体相结合的新型调节阀。该调节阀主要
结构为直线步机、阀芯、阀座和回味弹簧。阀芯与步进电机的动子在结构上是相连接的，由于
动子要做直线运动，因而和动子相连的阀芯也要做直线运动，阀门能够调节流通面积和开
度，这就形成流量的变化，从而能够控制流量。若将阀芯的节流面做成抛物线状，那么流量