步进电动机——发展之路与产品开发初探

步进电动机今后的发展方向是寻求一种快速性有较明显提高的主流系列产品,关键是要提高电动机的最大比转矩系数Cmt,同时要考虑技术经济指标和制造工艺适合量产等,分析了追求步进电动机性能提高过程中的成果,增强型结构的混合步进电动机很突出,应能成为主流步进电动机发展的趋势。增强型电动机样机的测试表明:最大比转矩系数明显提高,基本上能达到通用伺服电动机的水平;开环运行转速和输出功率明显提高;不饱和的转矩特性,改变了步进电动机因饱和特性而不是理想的适合闭环控制的电动机类型,增强型电动机采用闭环控制可以获得接近或类似通用交流伺服电动机系统的快速性和过载能力。

混合式直线步进电动机控制技术

介绍了一种航空放油阀用混合式直线步进电动机驱动控制系统。分析了电机的工作原理,并对电机的末端冲击、平稳运行等关键技术进行了研究,给出了单片机及其细分控制电路和末端降速控制方法。试验结果表明:该电机可作为直线阀门的直接驱动部件。

步进电动机牵出特性的基本特征

步进电动机的牵出特性 ,可以用仿真的方法来确定 ,但这种数值方法不容易给出特性与基本参数间的简明关系。文章用简化的模型 ,分析的方法给出牵出特性的基本特征 ,加深了对其理解和掌握 ,实验验证了分析结果的正确性 ,有实际意义。

功率步进电动机系统电磁兼容性的研究

对功率步进电动机系统的电磁兼容性进行了研究，分析了功率步进电动机系统中产生电磁干扰的基本因素，研究了抑制干扰的方法，并实验验证了方法的可行性。

高速直流步进电动机

本文用实例样机测试的结果来说明,即使与数字化交流伺服电动机系统相比较,开环运动的步进电动机系统也不见得一定是转速偏低和输出功率偏小,结构和设计改进的开环步进电动机系统也能达到与交流伺服电动机系统类似或相近的转速和输出功率带载稳定运行,并有足够的过载能力。样机采用的是增强型结构的磁系统,能显著提高电动机的比转矩系数,是提高电动机运行性能的基础和关键。样机首次采用直流电枢绕组电路的设计,它具有进一步扩展运行转速范围的特性。

步进电动机的PLC控制

以永磁式微型步进电动机为例 ,介绍了用可编程控制器 (PL C)的步进指令对步进电动机的通电脉冲进行控制的过程。

基于机器视觉的永磁球形步进电动机转子位置检测方法

介绍了永磁球形步进电动机的基本结构及基于机器视觉的球形电机位置检测方法。在电机转子表面喷涂用伪随机编码生成的网格图,图像传感器获取转子图像。通过分析所获取的图像,得到特征点在固联于转子球的坐标系下的坐标。图像传感器标定后得到的参数,可以计算出图像中的特征点在参考坐标系下的坐标。利用这些点在不同坐标系下的坐标,得到2个坐标系间的旋转矩阵,即确定了球形转子旋转后的空间位置。实验结果表明该方法的有效性。该方法可以用于实现闭环控制球形电机。

新型永磁球形步进电动机结构参数及转矩特性的计算与分析

介绍了一种新型永磁球形步进电动机的结构、工作原理,对电机的结构参数进行了深入分析。针对目前此类球形电机转矩计算的困难,基于麦克斯韦张量法推导并建立了有效的电机转矩计算模型,运用该方法对已知的电机模型进行分析,获得了典型的转矩特性。在此基础上对影响电机电磁转矩的主要结构参数进行了研究,并对典型的电机单步响应过程进行了仿真分析。通过合理设计电机的结构参数和电磁参数,可有效提高电机输出转矩,降低转动惯量,提高电机响应特性。所得结论为永磁球形步进电动机进一步的设计和优化提供了理论依据。

二相混合式步进电动机矢量控制伺服系统

推导了二相混合式步进电动机基于磁网络的数学模型，给出了其矢量控制位置伺服系统的结构及仿真结果。同时说明了混合式步进电动机与永磁凸极同步电动机在作用机理上的相似性，指出混合式步进电动机伺服系统可参考凸极永磁同步电动机的控制策略来研究、设计。

二相混合式步进电动机SPWM细分驱动

文章给出了基于DSP的二相混合式步进电机SPWM驱动的软、硬件实现方法,并给出了实验结果,具有实际意义和实用价值。

一种永磁球形步进电动机的运动分析与仿真

介绍了一种永磁球形步进电动机的结构、工作原理及滑轨支架形式的位置检测系统。在对电机转子和滑轨支架进行运动学分析的基础上,给出了电机转子的单刚体运动学模型和带有滑轨支架的刚体系运动学模型。结合相应控制策略,在已知目标场点的情况下,对电机实际步进运动过程和位置检测系统输出进行了仿真研究。其结果为电机运动控制策略进一步的研究和实验方案设计提供了借鉴和参考。

混合式步进电动机非线性仿真模型的精确化

在混合式步进电动机绕组自感和互感非线性特性的研究和测试取得进展的基础上,该文建立了二相混合式步进电动机精确的动态仿真模型。给出测试电感拟合的表达式,推导了绕组的磁链方程、旋转电压方程、电磁转矩方程和状态方程。显示出与简化分析时不同的特点。实例对保持转矩特性和振动特性仿真结果的校核表明,该文达到的仿真准确性是以前原有模型所远不能及的。

混合式步进电动机正弦波微步驱动设计

介绍了基于单片机的三相混合式步进电动机系统。系统采用电流跟踪PWM方式使混合式步进电动机的各相绕组电流接近正弦波,从而在电机内部形成幅值基本不变的圆形磁场,既提高混了合式步进电动机的分辨率,又解决了低频振荡问题。

永磁球形步进电动机及自适应控制方式

针对永磁球形步进电动机,运用卡尔丹角旋转建立了转子固连坐标系下电动机转子动力学模型.结合对步进式结构球形电动机进行电流控制的思想,设计了基于输入-输出稳定性理论的控制方案.然后,对电动机负载影响转子各轴向转动惯量的情况设计了一种新的自适应控制方案,使得转子在负载状况下仍然可以作连续轨迹(CP)运动.最后,结合已得的转矩模型,利用广义逆计算16个定子线圈的通电电流,完成了控制方案的实现.

永磁球形步进电动机变结构控制算法(英文)

提出了永磁球形步进电动机的一种变结构控制算法。该算法用可控电流源控制定子电磁线圈通电电流的幅值替代继电器控制方式。首先在转子固连坐标系内基于卡尔丹角旋转建立了转子动力学模型。然后在电动机空载运行的模式下,设计了一种无需角加速度反馈信号的基于输入-输出稳定性理论的控制算法。接着针对电动机负载运行,各轴向转动惯量发生变化的情况设计了变结构控制算法。最后,在变结构控制算法中插入边界层以消除抖振现象。仿真结果表明,新的控制算法具有更小的跟踪误差,稳态误差小于 0.01rad。

一种新型永磁球形步进电动机位置检测研究

介绍了一种永磁球形电动机的基本结构和基于机器视觉的转子位置检测方法。给出了喷涂在转子底部的彩色编码、处理转子图像获取特征点的算法和转子位置旋转矩阵的求解方法,在此基础上对转子绕单轴和多轴运动时位置测量系统的输出进行了仿真分析,并研究了转子扰动对特征点像素坐标的影响。仿真结果表明该方法可以有效的检测转子位置,为进一步的研究和实验提供了参考和借鉴。

CPLD器件在两相混合式步进电动机驱动器中的应用

文章详细介绍了一种以 Xilinx公司生产的 CPL D器件 XC95 36为核心来产生电机绕组参考电流 ,进而实现具有绕组电流补偿功能的两相混合式步进电动机 10细分和 5 0细分运行方式的方法。实践证明 ,该方法可以有效地提高两相混合式步进电动机系统的运行效果。

基于模糊神经网络控制的混合式步进电动机伺服系统研究

在对二相混合式步进电动机实行最大转矩／电流矢量控制和IP位置控制的基础上，为克服参数时变和外界扰动对系统性能的影响，设计了一种新型高性能的参考模型自适应模糊神经网络控制器。实验结果表明所设计的位置伺服系统具有良好的性能。

二相混合式步进电动机矢量控制相关问题的讨论

分析了混合式步进电动机的运行机理 ,讨论了二相混合式步进电动机d - q坐标的定义 ,指出其直轴电感大于交轴电感。最后讨论了考虑电机饱和非线性的矢量控制方法。

三相反应式步进电动机建模及常用控制方法仿真

以三相反应式步进电动机结构及其电磁回路特点为基础建立了完整的仿真模型;在已建立模型的基础上对步进电动机常用控制方法进行了仿真研究。其结果对于反应式步进电动机的控制及设计有一定的参考价值。