步進電機一體機簡介

概述

步進電機一體機是一種將步進電機與微型驅動控制器組裝在一起的新型運動控制產品,以步進電機作為運動平臺,通過微型驅動控制器進行驅動控制。

基於一體化的設計概念,在有其他特定需求的應用場景還可以加裝減速器、編碼器、剎車等。在驅動控制器滿足自編程的情況下,甚至可以無需上位機進行離線運動控制,實現真正的智能化、自動化工業應用。

在工業領域一體化、自動化、模塊化的發展大前景下,自動化細分下的各類產品也把發展戰略轉向瞭高精密、小體積、模塊化。如今運動控制系統中對體積的要求越來越高,微型步進電機驅動控制器便應運而生,可搭配減速機、編碼器、剎車等與步進電機組成一體機,從此達到模塊化的戰略生產要求。

驅動控制器ec16eae2c249029bb51db99cdeba23f7適用步進電機

可根據特殊需求加裝其他模塊,如減速機(大力矩需求)、編碼器(組成閉環反饋系統)、剎車(掉電鎖死功能)。

組裝方式

步進電機一體機由於其模塊化的結構特點,可靈活加裝各種模塊,並可以將多個模塊組合在一起形成一個完整的新模塊。以下介紹幾種常見的步進電機一體機的組裝方式:

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通過上述組裝案例可以發現,在不同應用場景下,加裝各類模塊可以達到普通產品難以實現的效果高度。在組成一個單獨模塊的過程中,根據需求的各類參數進行合理選型也非常重要,特別是在驅動控制器的選擇上,要明確需求的具體應用場景才能準確選型。

特點

通過上述組裝案例可以發現,在不同應用場景下,加裝各類模塊可以達到普通產品難以實現的效果高度。在組成一個單獨模塊的過程中,根據需求的各類參數進行合理選型也非常重要,特別是在驅動控制器的選擇上,要明確需求的具體應用場景才能準確選型。

一體化、模塊化、高集成化作為步進電機一體機的特色,極大地影響著用戶的使用體驗。首先,集成一體的模塊之間連接線長度大大減少,同時互相之間的幹擾也會減少,對外界的抗幹擾能力也更強;其次模塊化的理念方便用戶隨時加裝自己需要的模塊,類似於“積木”的安裝方式也便於用戶對模塊的使用進行整理與修改,成熟的模塊也更易被市場認可;最後一體化帶來的體積紅利極大地拓寬瞭整個產品的應用范圍,增大瞭產品的市場競爭力。

驅動控制器作為一體機的“心臟”,其驅動性能以及控制的精準度影響著整個運動單元。選取市面上較好的同類產品用來測試,可以發現微型驅動控制器芯片的高度集成化技術已經非常成熟,驅動控制步進電機作為基本的功能已經完全沒有問題,硬件及性能完全達到工業標準。同時軟件上的開發技術也隨著國內嵌入式技術的發展而一同在進步,其主要開發功能有離線編程、堵轉檢測、閉環反饋控制系統、S曲線加減速功能、電流自動調整、過壓過熱保護、電機位置記錄反饋、自動電流衰減等,並支持完整的工業標準協議,其中使用離線編程功能可以通過編程代替上位機實現簡單的重復動作,節省成本的同時優化瞭系統的控制結構。

而步進電機一體機的閉環控制系統不僅可以更加精準地定位步進,還可以通過反饋獲取磁場與轉子的關聯性從而提高力矩。對比伺服電機低頻震蕩的特性,在低速環境下步進電機一體機的閉環系統可以更好地進行運動控制,從而獲取更高的性價比。

步進電機開始應用於上世紀60年代,其驅動技術從70年代開始研究,90年代逐漸成熟並不斷進步。半個世紀的發展史中,步進電機的應用日趨成熟。德國在小體積驅動模塊的研究應用下拔得頭籌,我國企業也在奮起直追,爭取填補此領域的技術空白。

上個世紀就出現瞭步進電動機,它是一種可以自由回轉的電磁鐵,動作原理和反應式步進電動機沒有什麼區別,也是依靠氣隙磁導的變化來產生電磁轉矩。在本世紀初,由於資本主義列強爭奪殖民地,造船工業發展很快,同時也使得步進電動機的技術得到瞭長足的進步。到瞭80年代後,由於廉價的微型計算機以多功能的姿態出現,步進電動機的控制方式更加靈活多樣。原來的步進電機控制系統采用分立元件或者集成電路組成的控制回路,不僅調試安裝復雜,要消耗大量元器件,而且一旦定型之後,要改變控制方案就一定要重新設計電路。計算機則通過軟件來控制步進電機,更好地挖掘出電動機的潛力。因此,用計算機控制步進電機已經成為瞭一種必然的趨勢,也符合數字化的時代趨勢。

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