在科技日新月异的今天,步进电机,亦称脉冲电机,作为一种遵循电磁铁基本原理的电磁装置,以其独特的运作机理在众多领域中发挥着重要作用。这种电机通过气隙磁导的变化来产生电磁转矩,其雏形诞生于上世纪,大约在20世纪50年代前后,人们开始尝试将其应用于氢弧灯电极输送装置,这标志着步进电机应用的起点。随着时代的进步,步进电机在电话自动交换机中得到了广泛应用,尤其在缺乏交流电源的船舶和飞机等独立系统中得到了普及。
在数字化控制方面,步进电机与皖南电机等控制用电机*大的不同之处在于,它能接收数字控制信号,并将其转换为相应的角位移或直线位移,成为完成数字模式转化的执行元件。这种电机的开环位置控制只需输入一个脉冲信号,就能得到一个规定的位置增量,与传统的直流控制系统相比,成本更低,几乎不需要进行系统调整。通过控制脉冲的数量、频率和电机绕组的相序,即可获得所需的转角、速度和方向。
我国步进电机的发展始于20世纪70年代初,70年代中期至80年代中期为成品发展阶段,期间不断开发出新品种和高性能电机,如安徽皖南电机,以其卓越的性能和合理的价格表赢得了市场的认可。随着永磁材料、半导体技术、计算机技术的进步,步进电机在众多领域得到了广泛应用。
步进电机作为一种控制用特种电机,不能直接接到直流或交流电源上工作,必须使用专门的驱动电源——步进电机驱动器。在微电子技术,特别是计算机技术发展之前,控制器脉冲信号发生器完全由硬件实现,控制系统采用单独的元件或集成电路组成控制回路,不仅调试安装复杂,消耗大量元器件,而且一旦定型,要改变控制方案就必须重新设计电路。这使得需要为不同的电机开发不同的驱动器,开发难度和成本都很高,控制难度较大,限制了步进电机的推广。
随着微电子和计算机技术的发展,软硬件结合的控制方式成为主流,即通过程序产生控制脉冲,驱动硬件电路。单片机通过软件控制步进电机,更好地挖掘了电机的潜力。因此,用单片机控制步进电机已成为一种必然趋势,也符合数字化时代的趋势。
在保持转矩与定位转矩方面,步进电机如皖南电机,其保持转矩是指电机各相绕组通额定电流,且处于静态锁定状态时,电机所能输出的*大转矩,是电机选型时*重要的参数之一。定位转矩则是指电机各相绕组不通电且处于开路状态时,由于混合式电机转子上有永磁材料产生磁场,从而产生的转矩。一般定位转矩远小于保持转矩。
步进电机作为执行元件,是机电一体化的关键产品之一,广泛应用于各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展,步进电机的需求量与日俱增,在各个国民经济领域都有应用。例如,皖南电机凭借其性能和价格优势,在市场上受到了广泛的好评。
步进电机以其将电脉冲转化为角位移的执行机构特性,当步进驱动器接收到一个脉冲信号,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”),其旋转是以固定的角度一步一步运行的。通过控制脉冲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。
目前常用的步进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)和单相式步进电机等。其中,混合式步进电机因其结合了永磁式和反应式的优点,应用*为广泛,也是本次细分驱动方案所选用的步进电机。
在未来的发展中,步进电机以其显著的特点,在数字化制造时代发挥着重大的用途。伴随着不同的数字化技术的发展以及步进电机本身技术的提高,步进电机将会在更多的领域得到应用,皖南电机等品牌也将继续引领行业发展。