步进电机发展的时间表
电机对工业发展至关重要,在工业发展中起着重要作用,电机的应用不仅在动力领域,在控制领域的应用也越来越广泛。随着控制电机的重要性越来越大,控制电机的使用数量也在逐年增加。步进电机是一种无需反馈回路即可实现速度和位置的控制电机,所谓的开环电机控制,其应用主要集中在解决强大办公服务的OA(Office Automation)机和FA(Factory Automation)机上,广泛应用于医疗机械、测量仪器、汽车、游戏机等领域,从数量上看,OA机应用约占步进电机使用总量的75%。 虽然步进电机近年来得到了大量应用,但其原理早已存在,在同一时期,步进电机与电磁铁和柱塞泵一起发展起来。弗罗曼提出了一种将电磁铁的吸引力转化为旋转力矩的方法,当时,励磁相位的切换是利用机械凸轮的接触点来完成的,它是步进电机的原型,现在还有一种旋转线圈的应用方法。1920年,步进电机开始实际应用,被英国海军称为VR(Variable relict)型步进电机,用于定位控制和遥控。 混合式步进电机(VR和PM的组合)大约在1952年由美国GE公司的Karl Feiertag开发的发电机发展而来。其结构与目前的两相步进电机相同,并获得美国专利,最初它被用作低速同步电动机。之后,美国的高级电气和西格玛仪器公司开发出了具有两相1.8度步距角的HB型步进电机,当时,对于小电流、高电感、恒压驱动,换相脉冲只有300pps(现在是10-20kpps)。 另一方面,从驱动电路的角度来看,步进电机的发展与晶体管半导体器件的发展密切相关,1950年半导体二极管问世,1964年MOS半导体问世。集成电路(IC)出现于1965年,大规模集成电路(LSI)实际应用于1967年,特别是自1950-1965年半导体材料高度发展后,进入70年代,由于逻辑数字电路的低成本和高可靠性,步进电机的应用日益广泛。 来自日本东京大学的大岛在1958年的自动控制年会上发表了一篇关于VR型步进电机的论文,国际步进电机协会成立于1970年,在美国伊利诺伊大学举办了第一届IMCSD(增量运动控制系统和装置),会议由来自伊利诺伊大学的BC Kuo教授主持。华纳电气和韦斯托尔两家公司共同组织了这次会议,在已发表的论文中,约三分之二来自企业领域,其余三分之一来自大学,IMCSD发表的许多论文都与步进电机有关,从中可以了解步进电机的最新技术和研究趋势,美国学者和商业技术人员对步进电机进行了广泛的研究。 自1977年以来,步进电机在医疗、数控、机器人、3D打印机等行业得到了广泛的应用,两相步进电机被用来驱动FDD(硬盘驱动器)输出轴。 结论 步进电机只需要通过脉冲信号的操作,即可简单实现高精度的定位,并使工作物在目标位置高精度地停止,步进电机是以基本步进角的角度为单位来进行定位。因此,能达到精确的位置和速度控制,且稳定性好。 |