高效率化

現(xiàn)代交流步進系統(tǒng)，經(jīng)歷了從模擬到數(shù)字化的轉(zhuǎn)變，數(shù)字控制環(huán)已經(jīng)無處不在，好比換相、電流、速度和位置控制；采用新型功率半導體器件、高機能DSP 加FPGA、以及步進專用模塊（好比IR 推出的步進控制專用引擎）也不足為奇。利用磁性材料不同機能、不同外形、不同表面粘接結(jié)構(gòu)（SPM）和嵌入式永磁（IPM）轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的電機泛起，分割式鐵芯結(jié)構(gòu)工藝在日本的使用使永磁無刷步進電機的出產(chǎn)實現(xiàn)了高效率、大批量和自動化，并引起海內(nèi)廠家的研究。不管是永磁無刷步進電機仍是步進電機都積極向更小的尺寸發(fā)展，好比20，28，35mm 外徑；同時也在發(fā)展更大功率和尺寸的機種，已經(jīng)看到500KW 永磁步進電機的泛起。但是這種方式面對更大的技術(shù)挑戰(zhàn)（如可靠性）和工程師使用習慣的挑戰(zhàn)，因此很難成為主流，在整個步進市場中是一個很小的有特色的部門。主要包括電機本身的高效率好比永磁材料機能的改進和更好的磁鐵安裝結(jié)構(gòu)設計，也包括驅(qū)動系統(tǒng)的高效率化，包括逆變器驅(qū)動電路的優(yōu)化，加減速運動的優(yōu)化，再生制動和能量反饋以及更好的冷卻方式等。有時我們稱這種集成了驅(qū)動和通信的電機叫智能化電機（Smart Motor），有時我們把集成了運動控制和通信的驅(qū)動器叫智能化步進電機驅(qū)動器。跟著海內(nèi)對大規(guī)模分布式控制裝置的需求上升，高檔數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)成功，網(wǎng)絡化數(shù)字步進的開發(fā)已經(jīng)成為當務之急。體現(xiàn)了向兩極化發(fā)展的傾向。

一體化和集成化 采用更高精度的編碼器（每轉(zhuǎn)百萬脈沖級），更高采樣精度和數(shù)據(jù)位數(shù)、速度更快的DSP，無齒槽效應的高機能旋轉(zhuǎn)電機、直線電機，以及應用自適應、人工智能等各種現(xiàn)代控制策略，不斷將步進系統(tǒng)的指標進步。電機、驅(qū)動和控制的集成使三者從設計、制造到運行、維護都更緊密地融為一體。

智能化 通用型驅(qū)動器配置有大量的參數(shù)和豐碩的菜單功能，便于用戶在不改變硬件配置的前提下,利便地設置成V/F 控制、無速度傳感器開環(huán)矢量控制、閉環(huán)磁通矢量控制、永磁無刷交流步進電念頭控制及再生單元等五種工作方式，合用于各種場合，可以驅(qū)動不同類型的電機，好比異步電機、永磁同步電機、無刷直流電機、步進電機，也可以適應不同的傳感器類型甚至無位置傳感器。模塊化不僅指步進驅(qū)動模塊、電源模塊、再生制動模塊、通信模塊之間的組合方式，而且指步進電機驅(qū)動器內(nèi)部軟件和硬件的模塊化和可重用。可以使用電機本身配置的反饋構(gòu)成半閉環(huán)控制系統(tǒng)，也可以通過接口與外部的位置或速度或力矩傳感器構(gòu)成高精度全閉環(huán)控制系統(tǒng)。

網(wǎng)絡化和模塊化 現(xiàn)代交流步進電機驅(qū)動器都具備參數(shù)記憶、故障自診斷和分析功能，絕大多數(shù)入口驅(qū)動器都具備負載慣量測定和自動增益調(diào)整功能，有的可以自動辨識電機的參數(shù)，自動測定編碼器零位，有些則能自動進行振動抑止。國際廠商步進產(chǎn)品每5 年就會換代，新的功率器件或模塊每2～2.5 年就會更新一次，新的軟件算法則日新月異，總之產(chǎn)品生命周期越來越短。

通用化 電念頭、反饋、控制、驅(qū)動、通信的縱向一體化成為當前小功率步進系統(tǒng)的一個發(fā)展方向。