技術(shù)

　對于某些低功率應(yīng)用，內(nèi)在控制簡單，微電機及驅(qū)動器、高密度轉(zhuǎn)矩步進系統(tǒng)構(gòu)成了伺服電機可行的選擇。

　　步進是唯一可以在開環(huán)情況下運行，而不需位置反饋的運動控制方法。這使得步進電機系統(tǒng)比伺服運動系統(tǒng)簡單得多，成本較低也增添了步進電機的吸引力。再加上其它不斷改進設(shè)計，如硬件小型化和高密度力矩，使得步進系統(tǒng)在很多要求較低速度和定位精度運動應(yīng)用中保持著較強的競力。

　　基于步進的運動系統(tǒng)可以達到0.75千瓦(1馬力)的功率，但對大多數(shù)應(yīng)用來說，都是在較低輸出功率中運行的。大批廠商關(guān)注于這個市場。

　　Baldor電氣的實時運動控制器NextMovee100，可以為16個軸進行插值，并且最多可以管理連接到以太網(wǎng)Powerlink上的240個軸。這些軸處理簡單的點對點運動、引導(dǎo)序列、點動控制，以及與步進(伺服)運動系統(tǒng)相關(guān)的扭矩需求。

　　體積和功能問題

　　ParkerHannifin公司認為體積小和操作簡單是步進系統(tǒng)顯著的優(yōu)點，價格便宜是步進系統(tǒng)與伺服運動競爭的又一優(yōu)勢。“步進系統(tǒng)在不增加任何費用的情況下可以做的非常小，”產(chǎn)品經(jīng)理MarcFeyh說，“是有一些迷你伺服系統(tǒng)，但它們并不那么小，價格還更貴，且更多部件又需要加以微型化。”開環(huán)運行簡單是它的第二個優(yōu)點。然而，在價格/性能的基礎(chǔ)上競爭變得越來越困難了。

　　以“合理的價格”繼續(xù)改進尺寸并保持性能。Parker指出這種趨勢和昂貴的高端步進系統(tǒng)是有所區(qū)別的，它不能和低價伺服系統(tǒng)相競爭。為了滿足尺寸和成本要求，Parke的機電自動化部門正在引入步進驅(qū)動/控制器,它是一個微型步進單元，提供了可編程序控制器及集成輸入/輸出端口。

　　手掌大小的預(yù)裝件(1.1×1.5×4英寸)安裝在Parker的Promech系列線性驅(qū)動器上，構(gòu)成了微型步進運動系統(tǒng)。Park旋轉(zhuǎn)步進幅度降至NEMA，11，14和17，分別在方形電機的橫截面轉(zhuǎn)化為每個面的尺寸為1.1，1.4，1.70英寸。

　　根據(jù)ShinanoKenshiCorp.(SKC)，的研究電機小型化，高密度轉(zhuǎn)矩和低噪音/振動是保證步進運動控制相關(guān)的改進辦法。SKC提出在進行這些方面的改進時，應(yīng)控制(降低)步進電機的價格。據(jù)稱，新的或重新設(shè)計的轉(zhuǎn)子和定子疊片已經(jīng)優(yōu)化了內(nèi)部空間和NEMA17和13步進系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

　　重新設(shè)計的步進系統(tǒng)的運行扭矩比前面的SKC模型高出20%-30%，使用同樣的輸入功率和價格合算的永磁材料，RexBergsma，SKC(U.S.)的董事長解釋說，改進是為轉(zhuǎn)子添加額外的永磁材料。由于總空間是固定的，需要移動某個定子的位置，即相繞阻的地方。疊片的重新設(shè)計也改進了SKC新型的STP-430步進電機的轉(zhuǎn)子和定子的齒形。結(jié)果形成一個更強大，更集中的磁場，減少了噪聲(見圖)和”建立時間(阻尼)，比前一種模型的速度快了近兩倍，”Bergsma.說。

　　不僅是旋轉(zhuǎn)

　　除了傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)步進電機，還存在線性步進電機系統(tǒng)。

　　BaldorElectric公司表示應(yīng)用和設(shè)計工程師對這些線性運動產(chǎn)品越來越感興趣。它引用旋轉(zhuǎn)電機(伺服)的優(yōu)點，如減少零部件，幾乎沒有磨損或維修，并且易于結(jié)合機器使用。“線性步進電機是非常適合應(yīng)用在輕負載的情況下，提供優(yōu)良的開環(huán)性能等,較高的加速度和比旋轉(zhuǎn)更高的速度，”Baldor的產(chǎn)品經(jīng)理JohnMazurkiewicz說。

　　Baldor生產(chǎn)各種各樣的直線步進電機，包括單軸，雙軸(X，Y軸)裝置，多軸龍門式，和客戶設(shè)計。該公司的NextMove系列可編程控制器提供適當(dāng)輸出功率來運行線性和旋轉(zhuǎn)式步進電機(以及伺服電機)。實時運動控制器是最新的NextMove產(chǎn)品(見照片)。

　　OrientalMotor公司稱，新的步進電機和驅(qū)動系統(tǒng)的開發(fā)是“一個提高性能參數(shù)和整合各部件的過程”。該過程由好幾個趨勢組成：

　　-高密度轉(zhuǎn)矩：通過使用更高的能源產(chǎn)品(強度)的釹鐵硼(Nd-Fe-B)稀土永磁材料定期重新設(shè)計，加上結(jié)構(gòu)上的改變，如較大的轉(zhuǎn)子直徑，已經(jīng)提高了電機轉(zhuǎn)矩性能。獲益的OM產(chǎn)品包括高轉(zhuǎn)矩的PV和PK-HT系列混合式步進電機(2相)和CRK系列，五相電機。

　　-改善步進角精度和傳動平穩(wěn)性：一種先進的微步進方法是通過控制電流來獲得更高的步進精度。例如，Oriental的RK系列，五相微動驅(qū)動器結(jié)合一種特殊的ASIC，專有軟件，和電流傳感器在很寬的速度范圍內(nèi)控制電流。電流傳感器和控制軟件還進一步保證了“平穩(wěn)驅(qū)動功能，”在操作時抑制了振動和噪聲，獨立于驅(qū)動器的輸入頻率，Orien