步进运动系统附录
正如2013年5月的主要文章所述，成本，简单性和持续创新保持步进运动技术的竞争力。在电机驱动集成、控制、组件小型化和步进运动系统供应商方面提供了额外的发展和前景。
步进运动系统在许多应用领域与伺服系统激烈竞争，但这种竞争发生在相对狭窄的功率和速度范围内。正如在主要文章中提到的，步进电机的转矩输出在900转/分钟以上运行速度大幅下降。当然，这个经验法则也有例外，一些步进电机设计可以处理更高的运行速度。然而，伺服电机在较高的速度和扭矩要求下占主导地位。
虽然步进电机没有额定功率，但根据“等效功率”计算，几乎所有的步进电机都低于0.75 kW (1 hp)的输出，而且许多型号的容量要低得多。大尺寸步进电机有实际的而不是技术上的限制。大型步进器的一个显著例子是由前德国Zebotronics公司建造的直径168毫米(6.6英寸)的2相240 Vdc模型。它的输出功率可达惊人的1.22千瓦，每分钟900转。这些电机仍然在市场上Stögra驱动器在德国。伺服电机的范围从与步进电机竞争的小尺寸到具有相应的高扭矩和速度性能的超大单元。
驱动力视角
将电机和电子控制装置结合在一起是一项重大的工程发展。这两种技术的“联姻”——通常在不同的环境中运行——需要大量的时间和精力来实现。步进电机可能是第一个与电子驱动器集成，因为它们主要是较小的物理尺寸。这种产品最早的例子之一似乎是“Intellimotor”，这是一种两相步进电机和智能控制器的组合，1989年由前美国公司Intellico Inc.推出。
欧洲、日本和美国的各种步进(和伺服)产品制造商继续开发集成电机、驱动器、控制器和反馈包。智能运动系统(IMS)是MDrive产品线这项技术的著名美国开发商。IMS于2008年被施耐德电气收购，并于2012年底更名为施耐德电气美国运动(见主要文章)。这种电机驱动包在工厂自动化中使用越来越多，相对清洁的工作环境和高生产率要求有利于这种技术。网络选项也被添加到集成电机驱动产品。EtherNet/IP, CANopen和Modbus/TCP是各种MDrive配置的可用选项，但并非所有选项都适用于每种型号的MDrive。
www.motion.schneider-electric.com
东方电机提供两个集成的步进电机驱动产品线:ASX系列和PKA系列。后者系列将控制器、微步进驱动器和5相电机(0.72度全步进角)集成在一个单元中。OM的全国营销经理托德·沃克(Todd Walker)说控制工程PKA系列是美国的新产品，预计将于2013年5月在美国上市。
步进运动系统产品来自世界各地的大量制造商。以下是一些供应商公司的例子。
选择步进运动系统供应商列表
(控制器、驱动器或电机原始设备制造商)
公司 |
集成电机驱动 |
URL |
高级微控公司 |
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Aeroflex公司 |
www.aeroflex.com/ams/motion/motion-motors.cfm |
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Aerotech Inc .) |
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阿纳海姆自动化公司 |
是的 |
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应用运动产品公司 |
STMR集成步进器 |
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Beckhoff自动化 |
www.beckhoff.com/drivetechnology |
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贝加莱工业自动化公司 |
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ElectroCraft Inc .) |
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Empire Magnetics Inc. (a) |
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加利尔运动控制 |
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Kollmorgen |
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林工程 |
Silverpak系列 |
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国家仪器公司 |
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日本脉冲美国公司 |
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NMB科技公司 |
www.nmbtc.com |
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东方汽车美国公司 |
ASX系列 PKA系列(c) |
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派克机电自动化事业部。 |
www.parker.com |
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Phytron Inc .) |
www.phytron.com |
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三洋电机美国有限公司 |
Sanmotion F系列 |
www.sanyo-denki.com |
施耐德电气运动美国 |
MDrivePlus MDrive混合 |
www.motion.schneider-electric.com |
Stögra Antriebstechnik GmbH (b) |
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(一)-恶劣环境和特殊步进电机 (b)-步进电机的范围可达非常大的尺寸 (c)- 2013年在美国上市 -由控制工程 |
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控制先进，小型化
主要论述了控制创新对步进运动系统性能提升的重要作用。例如，施耐德电气运动公司的混合运动技术(HMT)应用伺服运动技术的方法来增强步进电机系统。施耐德电气运动发言人表示:“HMT是一种专有的实时硬件监控系统，可以使步进电机克服包括失速在内的众多不利因素。”
当应用于步进电机时，据说HMT可以防止:
- 由于临时或持续重载而导致同步丢失
- 过度加速或减速
- 回转速度过快。
这项最新的技术发展可用于使用NEMA尺寸17、23和34步进电机的型号的MDrive。
小型化是影响步进运动系统的另一个发展。倍福自动化的电机和驱动专家Bob Swalley认为，设备小型化是主要的、压倒一切的趋势，特别是在驱动技术方面。例如，倍福为步进控制提供了紧凑的I/O端子，涵盖电压范围从24 V到80 V(见图)。“与目前使用的典型步进放大器相比，这些步进电机I/O终端可以降低成本，”Swalley说。最近，用于保护等级为IP 67的步进控制的机器安装I/O盒也已上市。Swalley补充说:“实现这一进步的基本技术是由Beckhoff在近10年前率先开发的。”这种加固技术允许步进放大器安装在电气柜之外，进一步降低成本和机器占地面积。”
www.beckhoff.com/drivetechnology
- Frank J. Bartos，体育，是一个控制工程贡献内容专家。联络他的地址是braunbart@sbcglobal.net．
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