第一節(jié) 產(chǎn)品定義及應(yīng)用特點

一、產(chǎn)品定義

步進電機又叫脈沖電機，是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。

在非超載的情況下，電機的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負載變化的影響，當(dāng)步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的。

可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準(zhǔn)確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。由于脈沖信號數(shù)與步距角的線性關(guān)系，加上步進電機只有周期性的誤差而無累積誤差等特點，使得在速度、位置等控制領(lǐng)域用步進電機來控制變的非常的簡單。

步進電機分三種：永磁式（PM），反應(yīng)式（VR）和混合式（HB）。

二、應(yīng)用特點

步進電機是一種感應(yīng)電機，它的工作原理是利用電子電路，將直流電變成分時供電的，多相時序控制電流，用這種電流為步進電機供電，步進電機才能正常工作，驅(qū)動器就是為步進電機分時供電的，多相時序控制器。 

雖然步進電機已被廣泛地應(yīng)用，但步進電機并不能象普通的直流電機，交流電機在常規(guī)下使用。它必須由雙環(huán)形脈沖信號、功率驅(qū)動電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。因此用好步進電機卻非易事，它涉及到機械、電機、電子及計算機等許多專業(yè)知識。 

步進電機作為執(zhí)行元件，是機電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一, 廣泛應(yīng)用在各種自動化控制系統(tǒng)中。隨著微電子和計算機技術(shù)的發(fā)展，步進電機的需求量與日俱增，在各個國民經(jīng)濟領(lǐng)域都有應(yīng)用。

第二節(jié) 步進電機 行業(yè) 發(fā)展歷程

步進電機是國外發(fā)明的。中國在文化大革命中已經(jīng)生產(chǎn)和應(yīng)用，例如江蘇、浙江、北京、南京、四川都生產(chǎn)，而且都在各 行業(yè) 使用，驅(qū)動電路所有半導(dǎo)體器件都是完全國產(chǎn)化的，當(dāng)時是全分立元器件構(gòu)成的邏輯運算電路，還有電容耦合輸入的計數(shù)器，觸發(fā)器，環(huán)形分配器。中等耐壓的大功率半導(dǎo)體器件也完全國產(chǎn)化。 當(dāng)時應(yīng)用最多的是線切割機，都是快走絲的。線切割機的X-Y平臺絲桿就用步進電動機驅(qū)動。當(dāng)時的圖紙是全國公開，給個曬藍圖的費用就行了。

國外在大功率的工業(yè)設(shè)備驅(qū)動上，目前基本不使用大扭矩步進電動機，因為從驅(qū)動電路的成本，效率，噪音，加速度，絕對速度，系統(tǒng)慣量與最大扭矩比來比較，比較不劃算，還是用直流電動機，加電動機編碼器整體技術(shù)和經(jīng)濟指標(biāo)高。 一些少數(shù)高級的應(yīng)用，就用空心轉(zhuǎn)杯電機，交流電機。國外在小功率的場合，還使用步進電機，例如一些工業(yè)器材，工業(yè)生產(chǎn)裝備，打印機，復(fù)印件，速印機，銀行自動柜員機。 

國外用許多現(xiàn)代的手段將步進電機排擠出驅(qū)動應(yīng)用，除了前面提到的旋轉(zhuǎn)編碼器，打印機還使用光電編碼帶或感應(yīng)編碼帶配合直流電動機，實現(xiàn)閉環(huán)直線位移控制。 

國內(nèi)過去是用大力矩步進電動機實現(xiàn)機床數(shù)控，有實力的公司現(xiàn)在也采用交流電動機驅(qū)動數(shù)控機床，在驅(qū)動設(shè)備的主要差距，是國外對交流電動機的控制理論與工程 分析 和應(yīng)用能力強，先進的控制理論作為軟件，寫在控制器內(nèi)部。中國步進電機網(wǎng)概括步進電機的三個發(fā)展時期：

八十年代前后時期：我國步進電機產(chǎn)品八十年代以前一直以定子六極轉(zhuǎn)子四十齒的三相磁阻式步進電機為主，另外有定子十極轉(zhuǎn)子一百齒的五相磁阻式步進電機和其它的一些品種。八十年代開始發(fā)展的混合式步進電機，則是以定子八極轉(zhuǎn)子五十齒的二相(四相)混合式步進電機為主，一九八七年開始生產(chǎn)定子十極轉(zhuǎn)子五十齒的五相混合式步進電機，同時還發(fā)展了一些不同于國外的產(chǎn)品，例如定子八極轉(zhuǎn)子六十個齒的二相(四相)混合式步進電機，轉(zhuǎn)子一百齒的三相、九相混合式步進電機，轉(zhuǎn)子兩百齒的五相混合式步進電機等。從上述進程可以看出，步進電機產(chǎn)品種類繁多混雜，對產(chǎn)業(yè)的長遠發(fā)展十分不利。

微步驅(qū)動技術(shù)突破時期：步進電機屬于增量運動控制器件，微步驅(qū)動技術(shù)快速發(fā)展使其分辨率大大提高，已經(jīng)達到接近連續(xù)運動控制器件的狀態(tài)，步進電機具有了“類伺服”特性。微步驅(qū)動技術(shù)實際上就是電流波形控制技術(shù)，傳統(tǒng)的步進電機驅(qū)動器僅對相繞組的電流進行通斷控制，在轉(zhuǎn)子齒數(shù)一定的條件下，只有增加了相數(shù)才能增加電機的分辨率，例如五相混合式步進電動機，因為比兩相混合式步進電機相數(shù)多，分辨率更高，就形成獨立的系列產(chǎn)品。而在電流波形控制技術(shù)日趨成熟的今天，只須增加兩相步進電機電流波形的階梯數(shù)，就可以使分辨率達到與五相步進電機一樣的程度，為統(tǒng)一步進電機的相數(shù)創(chuàng)造了技術(shù)條件。

規(guī)格種類趨于簡化的新時期：隨著步進馬達IC技術(shù)在高細分、大功率和高集成度方面出現(xiàn)突破，步進電機及驅(qū)動器以往生產(chǎn)的很多品種終將趨于淘汰，代之以通用性更強、生產(chǎn)成本更低、控制電路更簡單、應(yīng)用更方便的系列產(chǎn)品。

總的來說，步進電機是一種簡易的開環(huán)控制，對運用者的要求低，不適合在大功率的場合使用。在衛(wèi)星、雷達等應(yīng)用場合，中國在文化大革命后期，就生產(chǎn)了力矩電機，就生產(chǎn)了環(huán)形力矩電機，在高品質(zhì)的控制場合，有時還不能使用步進電機。

第二部分 步進電機 行業(yè) 環(huán)境 分析

第一節(jié) 我國經(jīng)濟發(fā)展環(huán)境 分析

一、2012年經(jīng)濟運行 分析

2012年1季度GDP創(chuàng)11個季度新低

國家統(tǒng)計局最新公布的數(shù)據(jù)顯示，一季度GDP同比增長8.1%。

2012年以來，面對復(fù)雜嚴(yán)峻的國際環(huán)境和國內(nèi)經(jīng)濟運行出現(xiàn)的新情況新問題，各地區(qū)各部門認真貫徹落實中央經(jīng)濟工作會議精神和政府工作報告各項決策部署，堅持穩(wěn)中求進，國民經(jīng)濟運行緩中趨穩(wěn)，繼續(xù)保持適度較快增長。

初步測算，一季度國內(nèi)生產(chǎn)總值107995億元，按可比價格計算，同比增長8.1%。分產(chǎn)業(yè)看，第一產(chǎn)業(yè)增加值6922億元，同比增長3.8%；第二產(chǎn)業(yè)增加值51451億元，增長9.1%；第三產(chǎn)業(yè)增加值49622億元，增長7.5%。從環(huán)比看，一季度國內(nèi)生產(chǎn)總值增長1.8%。

二、2012年宏觀經(jīng)濟展望

世界銀行在北京發(fā)布了《中國經(jīng)濟季報》，報告看好中國經(jīng)濟逐漸調(diào)整增長速度的前景，預(yù)測2012年中國GDP增長率為8.2%，高于政府工作報告設(shè)定的7.5%的目標(biāo)。

世界銀行的報告指出，周期性疲軟將會是近期經(jīng)濟前景的主旋律，預(yù)計2012年中國經(jīng)濟增長率為8.2%，2013年為8.6%。隨著消費增長的略微放慢以及投資增長的急劇減速，內(nèi)需將為2012年的經(jīng)濟增長貢獻8.4個百分點。

該報告認為，近期關(guān)鍵性的政策挑戰(zhàn)是需要力爭實現(xiàn)經(jīng)濟軟著陸和保持經(jīng)濟增長。主要的風(fēng)險因素包括高收入經(jīng)濟體的增長乏力且不確定的前景，以及中國房地產(chǎn)市場的修正。

該報告還認為，隨著傳統(tǒng)的增長動力趨弱，在大約20年的時間內(nèi)，中國經(jīng)濟增長速度可能會從近期的10%下降到5%，期間還會伴隨著重大的結(jié)構(gòu)性轉(zhuǎn)型。工業(yè)和投資對GDP的重要性將減弱，而服務(wù)業(yè)和消費的份額將會升高。中國的長期經(jīng)濟前景取決于能否很好地解決關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)性挑戰(zhàn)。

第二節(jié) 行業(yè) 相關(guān)政策、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)

1、十二五電機系統(tǒng)節(jié)能改造工程計劃

根據(jù)《工業(yè)節(jié)能“十二五” 規(guī)劃 》，針對電機系統(tǒng)運行效率低、系統(tǒng)匹配不合理、調(diào)節(jié)方式落后等問題，在鋼鐵、有色金屬、石化、化工、輕工等重點領(lǐng)域，加快既有電機系統(tǒng)變頻調(diào)速改造，優(yōu)化電機系統(tǒng)控制和運行方式。

重點改造高耗電的中小型電機及風(fēng)機、泵類系統(tǒng)，嚴(yán)禁落后低效電機的生產(chǎn)、銷售和使用。采用變頻調(diào)速、永磁調(diào)速等先進電機調(diào)速技術(shù)，改善風(fēng)機、泵類電機系統(tǒng)調(diào)節(jié)方式，逐步淘汰閘板、閥門等機械節(jié)流調(diào)節(jié)方式，重點對大中型變工況電機系統(tǒng)進行調(diào)速改造，提高電機系統(tǒng)運行效率。通過軟啟動裝置、無功補償裝置、計算機自動控制系統(tǒng)等，合理配置能量，實現(xiàn)系統(tǒng)經(jīng)濟運行。以先進的電力電子技術(shù)傳動方式改造傳統(tǒng)的機械傳動方式，逐步采用交流調(diào)速取代直流調(diào)速，采用高新技術(shù)改造拖動裝置。加快電機系統(tǒng)節(jié)能改造步伐，鼓勵節(jié)能服務(wù)公司采用合同能源管理、設(shè)備融資租賃等市場化機制推動電機系統(tǒng)節(jié)能改造。

到2015 年，電機系統(tǒng)節(jié)電率比2010 年提高2-3 個百分點。

2、2011年國家加大補貼力度推廣高效電機 

作為“十二五”我國促進節(jié)能減排的一項重要舉措，財政部、國家發(fā)改委2011年4月19日在湖南省湘潭市聯(lián)合宣布，將通過大力度財政補貼等一系列扶持政策，推動高效節(jié)能電機在國內(nèi)市場的應(yīng)用。

根據(jù)會議確定的補貼標(biāo)準(zhǔn)，2011年我國對購買使用低壓高效電機的用戶，根據(jù)功率檔次每千瓦分別補貼58元和31元；對購買使用高壓高效電機的用戶，每千瓦時補貼26元；對購買使用稀土永磁電機的用戶，每千瓦補貼100元。

財政部、國家發(fā)改委提出，為加大推廣力度，我國將嚴(yán)格能評制度，新上項目必須全部使用高效電機等節(jié)能設(shè)備和產(chǎn)品；中央財政將采取以獎代補方式，鼓勵通過實施節(jié)能技術(shù)改造、合同能源管理等項目，推廣使用高效電機；同時，加大能效節(jié)能電機技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化示范，完善能效標(biāo)準(zhǔn)，繼續(xù)做好電機能效標(biāo)識和節(jié)能認證工作。

3、步進電機標(biāo)準(zhǔn)

我國步進電機現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)列表

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