對(duì)于某些低功率應(yīng)用，內(nèi)在控制簡(jiǎn)單，微電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器、高密度轉(zhuǎn)矩步進(jìn)系統(tǒng)構(gòu)成了伺服電機(jī)可行的選擇。

　　步進(jìn)是唯一可以在開(kāi)環(huán)情況下運(yùn)行，而不需位置反饋的運(yùn)動(dòng)控制方法。這使得步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)比伺服運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單得多，成本較低也增添了步進(jìn)電機(jī)的吸引力。再加上其它不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)，如硬件小型化和高密度力矩，使得步進(jìn)系統(tǒng)在很多要求較低速度和定位精度運(yùn)動(dòng)應(yīng)用中保持著較強(qiáng)的競(jìng)力。

　　基于步進(jìn)的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)可以達(dá)到0.75千瓦(1馬力)的功率，但對(duì)大多數(shù)應(yīng)用來(lái)說(shuō)，都是在較低輸出功率中運(yùn)行的。大批廠商關(guān)注于這個(gè)市場(chǎng)。

　　Baldor電氣的實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制器NextMovee100，可以為16個(gè)軸進(jìn)行插值，并且最多可以管理連接到以太網(wǎng)Powerlink上的240個(gè)軸。這些軸處理簡(jiǎn)單的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)、引導(dǎo)序列、點(diǎn)動(dòng)控制，以及與步進(jìn)(伺服)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)相關(guān)的扭矩需求。

　　體積和功能問(wèn)題

　　ParkerHannifin公司認(rèn)為體積小和操作簡(jiǎn)單是步進(jìn)系統(tǒng)顯著的優(yōu)點(diǎn)，價(jià)格便宜是步進(jìn)系統(tǒng)與伺服運(yùn)動(dòng)競(jìng)爭(zhēng)的又一優(yōu)勢(shì)。“步進(jìn)系統(tǒng)在不增加任何費(fèi)用的情況下可以做的非常小，”產(chǎn)品經(jīng)理MarcFeyh說(shuō)，“是有一些迷你伺服系統(tǒng)，但它們并不那么小，價(jià)格還更貴，且更多部件又需要加以微型化。”開(kāi)環(huán)運(yùn)行簡(jiǎn)單是它的第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)。然而，在價(jià)格/性能的基礎(chǔ)上競(jìng)爭(zhēng)變得越來(lái)越困難了。

　　以“合理的價(jià)格”繼續(xù)改進(jìn)尺寸并保持性能。Parker指出這種趨勢(shì)和昂貴的高端步進(jìn)系統(tǒng)是有所區(qū)別的，它不能和低價(jià)伺服系統(tǒng)相競(jìng)爭(zhēng)。為了滿足尺寸和成本要求，Parke的機(jī)電自動(dòng)化部門正在引入步進(jìn)驅(qū)動(dòng)/控制器,它是一個(gè)微型步進(jìn)單元，提供了可編程序控制器及集成輸入/輸出端口。

　　手掌大小的預(yù)裝件(1.1×1.5×4英寸)安裝在Parker的Promech系列線性驅(qū)動(dòng)器上，構(gòu)成了微型步進(jìn)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。Park旋轉(zhuǎn)步進(jìn)幅度降至NEMA，11，14和17，分別在方形電機(jī)的橫截面轉(zhuǎn)化為每個(gè)面的尺寸為1.1，1.4，1.70英寸。

　　根據(jù)ShinanoKenshiCorp.(SKC)，的研究電機(jī)小型化，高密度轉(zhuǎn)矩和低噪音/振動(dòng)是保證步進(jìn)運(yùn)動(dòng)控制相關(guān)的改進(jìn)辦法。SKC提出在進(jìn)行這些方面的改進(jìn)時(shí)，應(yīng)控制(降低)步進(jìn)電機(jī)的價(jià)格。據(jù)稱，新的或重新設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)子和定子疊片已經(jīng)優(yōu)化了內(nèi)部空間和NEMA17和13步進(jìn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

　　重新設(shè)計(jì)的步進(jìn)系統(tǒng)的運(yùn)行扭矩比前面的SKC模型高出20%-30%，使用同樣的輸入功率和價(jià)格合算的永磁材料，RexBergsma，SKC(U.S.)的董事長(zhǎng)解釋說(shuō)，改進(jìn)是為轉(zhuǎn)子添加額外的永磁材料。由于總空間是固定的，需要移動(dòng)某個(gè)定子的位置，即相繞阻的地方。疊片的重新設(shè)計(jì)也改進(jìn)了SKC新型的STP-430步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子的齒形。結(jié)果形成一個(gè)更強(qiáng)大，更集中的磁場(chǎng)，減少了噪聲(見(jiàn)圖)和”建立時(shí)間(阻尼)，比前一種模型的速度快了近兩倍，”Bergsma.說(shuō)。

　　不僅是旋轉(zhuǎn)

　　除了傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)，還存在線性步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)。

　　BaldorElectric公司表示應(yīng)用和設(shè)計(jì)工程師對(duì)這些線性運(yùn)動(dòng)產(chǎn)品越來(lái)越感興趣。它引用旋轉(zhuǎn)電機(jī)(伺服)的優(yōu)點(diǎn)，如減少零部件，幾乎沒(méi)有磨損或維修，并且易于結(jié)合機(jī)器使用。“線性步進(jìn)電機(jī)是非常適合應(yīng)用在輕負(fù)載的情況下，提供優(yōu)良的開(kāi)環(huán)性能等,較高的加速度和比旋轉(zhuǎn)更高的速度，”Baldor的產(chǎn)品經(jīng)理JohnMazurkiewicz說(shuō)。

　　Baldor生產(chǎn)各種各樣的直線步進(jìn)電機(jī)，包括單軸，雙軸(X，Y軸)裝置，多軸龍門式，和客戶設(shè)計(jì)。該公司的NextMove系列可編程控制器提供適當(dāng)輸出功率來(lái)運(yùn)行線性和旋轉(zhuǎn)式步進(jìn)電機(jī)(以及伺服電機(jī))。實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制器是最新的NextMove產(chǎn)品(見(jiàn)照片)。

　　OrientalMotor公司稱，新的步進(jìn)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)是“一個(gè)提高性能參數(shù)和整合各部件的過(guò)程”。該過(guò)程由好幾個(gè)趨勢(shì)組成：

　　-高密度轉(zhuǎn)矩：通過(guò)使用更高的能源產(chǎn)品(強(qiáng)度)的釹鐵硼(Nd-Fe-B)稀土永磁材料定期重新設(shè)計(jì)，加上結(jié)構(gòu)上的改變，如較大的轉(zhuǎn)子直徑，已經(jīng)提高了電機(jī)轉(zhuǎn)矩性能。獲益的OM產(chǎn)品包括高轉(zhuǎn)矩的PV和PK-HT系列混合式步進(jìn)電機(jī)(2相)和CRK系列，五相電機(jī)。

　　-改善步進(jìn)角精度和傳動(dòng)平穩(wěn)性：一種先進(jìn)的微步進(jìn)方法是通過(guò)控制電流來(lái)獲得更高的步進(jìn)精度。例如，Oriental的RK系列，五相微動(dòng)驅(qū)動(dòng)器結(jié)合一種特殊的ASIC，專有軟件，和電流傳感器在很寬的速度范圍內(nèi)控制電流。電流傳感器和控制軟件還進(jìn)一步保證了“平穩(wěn)驅(qū)動(dòng)功能，”在操作時(shí)抑制了振動(dòng)和噪聲，獨(dú)立于驅(qū)動(dòng)器的輸入頻率，Orien