電機是指依據電磁感應定律實(shí)現電能轉換或傳遞的一種電磁裝置。它的主要作用是產(chǎn)生驅動(dòng)轉矩,作為用電器或各種機械的動(dòng)力源。如果說(shuō)芯片是智能行業(yè)最為重要的核心元件,那么電機幾乎可以說(shuō)是支撐了整個(gè)自動(dòng)化和大工業(yè)生產(chǎn)以及現代社會(huì )最為重要的部件,全世界90%的能源是由電機發(fā)出來(lái)的,而70%是由電機消耗掉的,電機可以說(shuō)是整個(gè)人類(lèi)社會(huì )能源循環(huán)的占有絕對地位的產(chǎn)品。
步進(jìn)電機是一個(gè)把電脈沖轉換成離散的機械運動(dòng)的裝置,具有很好的數據控制特性,因此,計算機成為步進(jìn)電機的理想驅動(dòng)源,隨著(zhù)微電子和計算機技術(shù)的發(fā)展,軟硬件結合的控制方式成為了主流,即通過(guò)程序產(chǎn)生控制脈沖,驅動(dòng)硬件電路。作為一種控制用的特種電機,步進(jìn)電機無(wú)法直接接到直流或交流電源上工作,必須使用專(zhuān)用的驅動(dòng)電源步進(jìn)電機驅動(dòng)器。在微電子技術(shù),特別計算機技術(shù)發(fā)展以前,控制器脈沖信號發(fā)生器完全由硬件實(shí)現,控制系統采用單獨的元件或者集成電路組成控制回路,不僅調試安裝復雜,要消耗大量元器件,而且一旦定型之后,要改變控制方案就一定要重新設計電路。
伺服電機其實(shí)已經(jīng)算是電動(dòng)機中比較高端的類(lèi)型,特別是永磁同步類(lèi)型的
伺服電機,由于其啟動(dòng)快速,慣量低,平滑的運行,調速范圍寬,功率密度高,效率高等優(yōu)勢,在高端裝備中的普及率在逐年增加,大多數伺服應用采用了減速器+電機的傳動(dòng)方式。傳統系統的初始成本具有吸引力,而且性能已經(jīng)在各種不同應用中得到了廣泛應用,減速器+電機的傳動(dòng)方式因為有傳動(dòng)間隙,會(huì )導致高精度的場(chǎng)合可能的累計誤差,因此對于伺服電機和
伺服驅動(dòng)器的要求尤其高,而且減速器的壽命也在減少,這也增加了總壽命成本。用戶(hù)不得不對更多的部件進(jìn)行庫存管理,其次這些附加的部件所造成的系統故障會(huì )增加系統計劃外停機時(shí)間,使得機器的產(chǎn)量出現下降。
直接產(chǎn)生驅動(dòng)作用的旋轉電機本質(zhì)上是一種大力矩的盤(pán)式永磁電機,它直接與負載連接。這種設計消除了所有機械傳動(dòng)部件,如齒輪變速箱、皮帶、滑輪和連軸器。直接驅動(dòng)旋轉系統為設計者和使用者帶來(lái)了許多好處。因為一個(gè)機械傳動(dòng)需要定期的維護而且會(huì )頻繁地造成計劃外停機,所以,直接驅動(dòng)旋轉電機技術(shù)從根本上提高了機器的可靠性,減少了維護時(shí)間,降低了控制難度。這些電機就本質(zhì)上來(lái)說(shuō)是專(zhuān)門(mén)定制的,因此更為昂貴,需要數周、甚至數月的設計和集成時(shí)間。此外,一旦系統出現故障,電機或者反饋裝置的取出更換過(guò)程也極為復雜。因此,旋轉電機技術(shù)并非適用于每一種應用,它最廣泛的應用是在機載和地面車(chē)輛方面,如夜視裝置、雷達系統和武器系統的瞄準控制,以及那些對尺寸、重量或性能有著(zhù)較高要求的高端工業(yè)應用,如機器人或者精密研磨機。