步进电机应用前景(步进电机发展前景)

海潮机械 2023-01-03 20:08 编辑:admin 64阅读

1. 步进电机发展前景

无需编码器等反馈器件即可实现转速与转角(即位置)的控制(即开环控制),这是步进电机最大的特点。脉冲的频率决定电机的转速,而脉冲的个数决定电机的转角。同比直流伺服系统,步进电机具如下优势:

1、锁定位置时,电机不再耗电:步进电机特有的“静转矩”(又称“保持转矩”、“定位转矩”等),当电机停在某位置时,具有一定的锁定转矩。直流电机虽然也可通过驱动器锁定位置,但锁定时电机依然耗电;

2、体积小、寿命长:步进电机的寿命通常取决于轴承寿命,可达上万至数万小时,与等同尺寸的直流电机相比,步进电机的输出转矩更大。

3、成本低廉、驱动简单:由于是开环控制,省却了编码器等反馈器件,所以既简化了系统组成,又能有效降低成本。

但步进电机的旋转是一个高速重复的“启—停—启—停”过程,所以转动平滑性不如直流电机。步进电机还有一个谐振频率,当电机在某转速区间工作时,驱动的脉冲可能产生谐振而让电机抖动。另外,一旦发生某一脉冲未能驱动电机(俗称“丢步”,可能因干扰信号等而出现)时,开环系统无法检测和补偿。该问题虽然可以通过加装编码器等来解决,但这将导致成本上升,并且需要更复杂的驱动电路。

2. 步进电机的应用前景

优点

1. 电机旋转的角度正比于脉冲数;  2. 电机停转的时候具有最大的转矩(当绕组激磁时);  3. 由于每步的精度在百分之三到百分之五,而且不会将一步的误差积累到下一步因而有较好的位置精度和运动的重复性;  4. 优秀的起停和反转响应;  5. 由于没有电刷,可靠性较高,因此电机的寿命仅仅取决于轴承的寿命;  6. 电机的响应仅由数字输入脉冲确定,因而可以采用开环控制,这使得电机的结构可以比较简单而且控  制成本  7. 仅仅将负载直接连接到电机的转轴上也可以极低速的同步旋转。  8. 由于速度正比于脉冲频率,因而有比较宽的转速范围。

缺点

1. 如果控制不当容易产生共振;  2. 难以运转到较高的转速。 步进电机驱动器的特点  (1)构成步进电机驱动器系统的专用集成电路:  A、脉冲分配器集成电路:如三洋公司的PMM8713、PMM8723、PMM8714等。  B、包含脉冲分配器和电流斩波的控制器集成电路:如SGS公司的L297、L6506等。  C、只含功率驱动(或包含电流控制、保护电路)的驱动器集成电路:如日本新电元工业公司的MTD1110(四相斩波驱动)和MTD2001(两相、H桥、斩波驱动)。  D、将脉冲分配器、功率驱动、电流控制和保护电路都包括在内的驱动控制器集成电路,如东芝公司的TB6560AHQ、MOTOROLA公司的SAA1042(四相)和ALLEGRO公司的UCN5804(四相)等。  (2)“细分驱动”概述:  将“电机固有步距角”细分成若干小步的驱动方法,称为细分驱动,细分是通过驱动器精确控制步进电机的相电流实现的,与电机本身无关。其原理是,让定子通电相电流并不一次升到位,而断电相电流并不一次降为0(绕组电流波形不再是近似方波,而是N级近似阶梯波),则定子绕组电流所产生的磁场合力,会使转子有N个新的平衡位置(形成N个步距角)

3. 步进电机的发展前景

原因:  

①调速转把损坏。  

②电池容量不足或充不进电。  

③控制器出现故障。  

④电机出现故障。  解决方法:  ①检测调速手抱调速信号线(绿线)电压,转把在最大角度时,调速端电压应为4.2V。如小于此电压,会导致电极转速成慢,应更换调速手把。  ②给电池补充电。  ③更换控制器或电机。

4. 电机现状与新的发展趋势

永磁同步变频电机最具有发展前景。电机可分为直流电机和交流电机,最早直流电机多用于需要凋速的场合多用于变速运行,但随着交流变频调速的发展,交流变频电机得到了发展,随着近年来强磁技术,交流变频技术发展,永磁同步变频电机由于自身损耗低,调速范围大,电机维护量小因而得列了较大发展。

这种电机可以做到极数很高,在运行中直接低速运行,因而可以取消减速机。

5. 电机的发展前景

发展前景广扩,因为目前工业生产中普遍采用的传动方式是三相异步电动机,它的特点一是使用方法简单,二是寿命较长,三是对电网平衡性好,四是价格相对较低,五是工艺成熟便于生产,六是功率大小齐全,随着科学技术的不断进步,各类电机多有显现,但它们在使用中的局限性也是很明显的,今后相信随着技术的发展,材料的突破等,电机行业会有更美好的发展前景!

6. 步进电机发展前景如何

步进电机优点

1.电机旋转的角度正比于脉冲数;2.电机停转的时候具有最大的转矩(当绕组激磁时);

3.由于每步的精度在百分之三到百分之五,而且不会将一步的误差积累到下一步因而有较好的位置精度和运动的重复性;

4.优秀的起停和反转响应;

5.由于没有电刷,可靠性较高,因此电机的寿命仅仅取决于轴承的寿命;

6.电机的响应仅由数字输入脉冲确定,因而可以采用开环控制,这使得电机的结构可以比较简单而且控制成本;

7.仅仅将负载直接连接到电机的转轴上也可以极低速的同步旋转。

8.由于速度正比于脉冲频率,因而有比较宽的转速范围。

步进电机缺陷

1.如果控制不当容易产生共振;2.难以运转到较高的转速。

3.难以获得较大的转矩

4.在体积重量方面没有优势,能源利用率低。

5.超过负载时会破坏同步,高速工作时会发出振动和噪声。

7. 步进电机国内外发展现状

直流电机优点:

1、起动和调速性能好,调速范围广平滑,过载能力较强,受电磁干扰影响小;

2、直流电机具有良好的启动特性和调速特性;

3、直流电机的转矩比较大4、维修比较便宜;

5、直流电机的直流相对于交流比较节能环保。直流电机缺点:1、直流电机制造比较贵,有碳刷;2、与异步电动机比较,直流电动机结构复杂,使用维护不方便,而且要用直流电源;3、复杂的结构限制了直流电动机体积和重量的进一步减小,尤其是电刷和换向器的滑动接触造成了机械磨损和火花,使直流电动机的故障多、可靠性低、寿命短、保养维护工作量大。

4、换向火花既造成了换向器的电腐蚀,还是一个无线电干扰源,会对周围的电器设备带来有害的影响。电机的容量越大、转速越高,问题就越严重。所以,普通直流电动机的电刷和换向器限制了直流电动机向高速度、大容量的发展。总结:通过以上对直流电机优点和缺点的分析,我们可以发现直流电机是种调速性能好、维修比较便宜、过载能力较强,受电磁干扰影响小、,但是制造比较贵,有碳刷、靠性低、寿命短、保养维护工作量大的电机设备。即使直流电机还有很多不足的地方,但是在现代科学技术的帮助下,直流电机一定会有更好的将来。

8. 电机未来发展趋势

新能源汽车的未来发展趋势-大势所趋

第一节:名词解释

NE新能源:非常规能源,指传统能源之外新型能源形式。类型包括普及或研发过程中的新类别,包括太阳能(光伏)、风能、地热能、海洋能、生物质能与核聚变能等。其特点必须满足清洁环保与永续利用,所谓永续指资源可长久持续的利用,也就是所谓的取之不尽用之不竭的无限能源。

非常规能源:传统能源,指长期大规模开采并已经广泛利用的能源形势,且为一次性非可再生能源。类型特指化石燃料,比如煤炭石油天然气等,这些燃料是在漫长的历史长河中缓缓的形成,开采消耗与形成的速度完全不正比例;所以传统能源一旦消耗殆尽,所有使用此类能源的机器都要停摆。

第二节:汽车与能源

汽车是普通人可以使用的顶级个人通勤交通工具,通勤效率且用户体验良好,遮风挡雨的优势获得了全球认可。这种交通工具必然会大量普及,目前的全球汽车保有量有数十亿,仅仅国内的汽车保有量也有2.6亿台左右,且其中超2.5亿台为传统能源动力汽车(石油/天然气)。这会带来什么问题呢?

粗略计算过的数据已经非常震撼,以2019年的全球汽车保有量大致分析,年度燃油消耗量已经超57亿吨,相当于西湖库容的4倍左右。这就是每年要被消耗掉的石油,而且全球范围内探明的石油储量已不足2000亿吨,完全耗尽似乎不用很长时间了吧。这也许是正是中东地区不够平静的原因,宏光层面的混乱在未来都将会以能源格局的较量作为核心。

国内2.6亿台汽车以及涵盖汽车共计超3亿台的各类机动车,这些车辆每年消耗的燃油造成了接近70%依赖进口的被动局面。很多车主都在抱怨油价问题,然而在没有主动权的前提下油价似乎很难合理控制;而且可以预测的是随着石油储量的逐渐减少,油价会愈发的不可控。但是燃油价格直接决定了运输成本,运输成本决定了物价,那么为了合理控制未来的物价稳定是不是应该从能源变革着手呢?

第三节:第四轮能源变革-全球话题

NE新能源的所有类型都很特殊,除核聚变能在特殊船舶舰艇上可以绕开电实现机械能的转化(蒸汽轮机),剩下的风光水电等通过自然界可无限获取的能源,这些能源都不能直接通过某种发动机转化为机械能。其共同点是转化为电能后作为储备能源消耗,那么机动车则需要以消耗电的发动机作为动力元;于是从火车(高铁动车)到汽车都需要装备电动机,至此新能源机动车成为了未来形态。

总结:能从自然界无限获取的能源,决定的是最终形态都将会是【电】;电能的特殊性决定了发动机的类型,那么未来的汽车自然会是电驱机动车。以现有的科学等级没有突破这一屏障的可能性,于是将燃油车逐步转型为电动车则成为全球主要国家的技术升级方向。这点可以参考沃尔沃梅奔捷豹路虎通用福特大众丰田等品牌分析,这些企业陆续公布了停产燃油车的节点,最早于2019年开始,平均在2025年之前。

自主品牌有北汽长安海马等品牌公布转型计划,吉利长城比亚迪等一线民营车企也在加速技术转型;主流车企技术研发方向的指向,等于行业技术整体发展的方向,同时也等于能源变革再也不是纸上谈兵,变革已经开始并且进入了加速阶段。燃油车在20世纪初与电动车的角逐中胜出,但在一百年后必然会因为传统能源而告别历史舞台;这仅仅是一百年的时间,石油真的靠不住。

编辑:天和Auto

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