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论坛公告: 中国步进电机应用网:http://using.zgbjdj.com/
  文章标题:步进电机及驱动器的种类将大大趋于简化
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作者:yth  发表时间:2009-1-18 6:11:42

在技术创新带动下,步进电机及驱动器种类趋于简化是目前国内步进科技企业的大课题

中国步进电机网阐释步进电机发展的三个时期

八十年代前后时期:我国步进电机产品八十年代以前一直以定子六极转子四十齿的三相磁阻式步进电机为主,另外有定子十极转子一百齿的五相磁阻式步进电机和其它的一些品种。八十年代开始发展的混合式步进电机,则是以定子八极转子五十齿的二相(四相)混合式步进电机为主,一九八七年开始生产定子十极转子五十齿的五相混合式步进电机,同时还发展了一些不同于国外的产品,例如定子八极转子六十个齿的二相(四相)混合式步进电机,转子一百齿的三相、九相混合式步进电机,转子两百齿的五相混合式步进电机等。从上述进程可以看出,步进电机产品种类繁多混杂,对产业的长远发展十分不利。

微步驱动技术突破时期:步进电机属于增量运动控制器件,微步驱动技术快速发展使其分辨率大大提高,已经达到接近连续运动控制器件的状态,步进电机具有了“类伺服”特性。微步驱动技术实际上就是电流波形控制技术,传统的步进电机驱动器仅对相绕组的电流进行通断控制,在转子齿数一定的条件下,只有增加了相数才能增加电机的分辨率,例如五相混合式步进电动机,因为比两相混合式步进电机相数多,分辨率更高,就形成独立的系列产品。而在电流波形控制技术日趋成熟的今天,只须增加两相步进电机电流波形的阶梯数,就可以使分辨率达到与五相步进电机一样的程度,为统一步进电机的相数创造了技术条件。

种类趋于简化的新时期:随着步进马达IC技术在高细分、大功率和高集成度方面出现突破,步进电机及驱动器以往生产的很多品种终将趋于淘汰,代之以通用性更强、生产成本更低、控制电路更简单、应用更方便的系列产品。

 
 
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前言:以下是中国步进电机网对步进电机驱动系统所做的较为完整的表述:
1、系统常识:
步进电机和步进电机驱动器构成步进电机驱动系统。步进电机驱动系统的性能,不但取决于步进电机自身的性能,也取决于步进电机驱动器的优劣。对步进电机驱动器的研究几乎是与步进电机的研究同步进行的。
2、系统概述:
步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行元件。当步进电机驱动器接收到一个脉冲信号(来自控制器),它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”),它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。
3、系统控制:
步进电机不能直接接到直流或交流电源上工作,必须使用专用的驱动电源(步进电机驱动器)。控制器(脉冲信号发生器)可以通过控制脉冲的个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。
4、用途:
步进电机是一种控制用的特种电机,作为执行元件,是机电一体化的关键产品之一,随着微电子和计算机技术的发展(步进电机驱动器性能提高),步进电机的需求量与日俱增。步进电机在运行中精度没有积累误差的特点,使其广泛应用于各种自动化控制系统,特别是开环控制系统。   
5、步进电机按结构分类:
步进电机也叫脉冲电机,包括反应式步进电机(VR)、永磁式步进电机(PM)、混合式步进电机(HB)等。
(1)反应式步进电机:
也叫感应式、磁滞式或磁阻式步进电机。其定子和转子均由软磁材料制成,定子上均匀分布的大磁极上装有多相励磁绕组,定、转子周边均匀分布小齿和槽,通电后利用磁导的变化产生转矩。一般为三、四、五、六相;可实现大转矩输出(消耗功率较大,电流****可达20A,驱动电压较高);步距角小(最小可做到六分之一度);断电时无定位转矩;电机内阻尼较小,单步运行(指脉冲频率很低时)震荡时间较长;启动和运行频率较高。
(2)永磁式步进电机:
通常电机转子由永磁材料制成,软磁材料制成的定子上有多相励磁绕组,定、转子周边没有小齿和槽,通电后利用永磁体与定子电流磁场相互作用产生转矩。一般为两相或四相;输出转矩小(消耗功率较小

 

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