定制化研发一站式服务混合步进电机基本介绍 
 
 
 Nanotec 混合式步进电机提供从 NEMA 8 (20 mm) 至 NEMA 34 (86 mm) 的七种尺寸。它们提供高步进角精度和高步进分辨率，适用于广泛的应用。 
 
 
 定制化研发一站式服务混合步进电机性能特点 
 
 
 
步进电机的无传感器控制
 
 
闭环步进电机替代 BLDC 电机
 
 
长期以来，对于那些不需要伺服电机所提供的高性能的应用场合，步进电机技术经常被视为一种    的替代方案。受益于其具有吸引力的生产价格和相对较高的转矩与尺寸比，步进电机一直在仪器工程领域广为使用。然而，对于机械工程中的辅助轴而言，伺服设备开始越来越受青睐。尽管采购成本  ，但相比于步进电机需要繁琐的斜坡测试以避开共振区域，以及由于缺乏反馈而使得选型 加困难等诸多不利因素，伺服电机依然在小批量生产中具有很大的吸引力。 
 
 
 
 
 
近几年，这种趋势由于磁场定向“闭环”控制步进电机技术的发展而逐渐扭转。闭环技术的核心是根据功率调整电流控制以及控制信号反馈。此类步进电机的控制方式与伺服电机完全一样：通过编码器信号检测转子位置，在电机绕组中产生对应的正弦相电流。磁场的矢量控制确保定子的磁场总是垂直于转子磁场，而电场强度则地对应于所需转矩。因此，闭环步进电机本质上就是一个多极数的无刷直流伺服电动机 (BLDC)。传统步进电机技术的各种缺点，例如共振和过热等，都不再是问题。不仅如此，相比同尺寸的伺服电机而言，当转速维持在其额定转速的 20%-50% 时，我们所获得的持续转矩可达到伺服电机的 2 到 3 倍。
 
 
 
 
 
再加上步进电机设备的价格实惠，使得闭环步进电机成为替代伺服设备的经济型方案。然而，对于某些传统的开环步进电机应用领域，如实验室设备或小型 CNC 铣床，闭环设备并不总是能够成功取  环设备。尽管闭环技术在这些场合也是有利的，但由于编码器的费用昂贵，通常远高于一台小型电机，直接限制了此技术在这些应用场合的推广应用。此外，在这些应用中，步进电机本身的定位精度通常就足够了，不需要再加装编码器。
 
 
 
 
 
虚拟编码器取代实体编码器
 
 
为了在这些应用场合发挥磁场定向控制的优势，Nanotec 开发了无传感器技术，即对步进电机采用无编码器控制，用控制器中的“虚拟编码器”来获取转子当前的实际位置和转速。 
 
 
 
 
 
无传感器设备在 BLDC 电机中已经使用多年，特别是在风扇和泵等不需要位置控制的场合。所有无传感器设备均利用电机运转时会产生反电压（反电动势），并且反电动势大小与转速成正比的物理效应。
 
 
 
 
 
 简单的无传感器控制是当线圈在换向周期内没有通电时，直接测量其反电动势。然而，与标准控制相比，这种方式需要专用硬件，并且只有当速度为额定转速的 10-20% 时才比较稳定，而低于该速度则信号太弱以至无法检测。 因此，要求苛刻的应用现在必须依靠一个“观测器”设备，通过电流控制器测量到的其他值，来重建那些不能被直接测量的值，如速度和反电动势。这种设备的核心是在实体电机的基础上建立模型，通过已知的输入值计算相关值，比如用设定的 PWM 值计算绕组的电流等。这些计算值也会通过其他方法进行测量。  在每个周期中，计算所得值都会与测量值进行对比。通过这样的方法来确定观测误差，调整电机模型的内部值。因此，针对没有经过实际测量的值，例如速度，则会采用一种正确的估测方法。虽然这种方法的原理是基于一个速度函数（感应电压反映了绕组的变化），但在低速下能很好地获取速度值。结果是产生了一种可以获得位置和速度信息的“虚拟编码器”，该编码器在速度达到一定值时开始工作，准确率等同于实际光学编码器或磁性编码器。 
 
 
 
 
 
Nanotec 的所有即插即用电机均采用磁场定向控制（闭环）。  BLDC 和步进电机均基于负载函数进行磁场定向控制，两者的区别仅仅是极数不同造成的工作点不同。因此，这些电机类型都像直流伺服电机一样工作。控制所需的转子位置或者磁场角度，可以通过下述的旋转编码器或无传感器的方法建立。 
 
 
 
 定制化研发一站式服务混合步进电机技术参数 
 
 
  
 
 
 定制化研发一站式服务混合步进电机使用说明 
 
 
 
无失步，无共振
 
 
基于观测器的控制器成败关键因素在于所用电机模型的好坏，包括数学公式以及所连接电机的电机常数。   
 
 
 
 
 
因此，首要任务是找到一个足够  的电机数学模型（能够在每个控制周期内进行完整计算），甚至可以借助一枚微处理器完成。从理论上来说，步进电机和 BLDC 电机的数学模型是相似的，不同点在于步进电机有两相，而 BLDC 电机通常是三相的，由于其极数多，在高速运行时会呈现出一些特别的特征。
 
 
 
 
 
无传感器控制器在实际应用中的另一个重要方面是模型参数的识别。BLDC 控制器需要大量相关的电机参数，而这些参数在常见的数据表中往往不被提及。这使得某些设备并不是进行“真正”的无传感器控制，而只是采用一个堵塞检测机制或者简化控制手段，依赖负载函数减少电机的额定电流。但即便是这种简化控制，也需要识别和配置相关的电机阈值。
 
 
 
 
相比之下，Nanotec 的无传感器设备在运行时需要的参数很少（实际上不需要用户知晓）：自动设置程序会测量所连接的电机并自动确定需要的所有参数。根据信息。
 
 
根据电机类型，可以在 100 到 250 rpm 之间获得速度和定位信息。此信息的精度相当于具有 500 或 1000 增量的光学编码器，从而获得与通过编码器控制的电机具有一样品质的电机控制和转矩输出。甚至在低于此阀值时，无传感器控制仍可在低至 10-25 rpm 的转速下工作。只是准确度会随速度而降低，同时可达到的转矩输出也相应降低。
 
 
 
 定制化研发一站式服务混合步进电机采购须知 
 
 
 纳诺达克内转子电机类别 
 
1、DB22 - 直流无刷电机说明
 
 
转速高、输出功率大、使用寿命长的小型电机。为了实现  的转矩和 宽的性能范围，Nanotec 还提供具有相同结构的行星变速箱。提供两种长度。
 
 
 
 
 
2、DB28 - 直流无刷电机说明
 
 
  紧凑的 BLDC 电机，功率输出高、运行平稳性  且寿命极长。在安装 Nanotec 编码器之后，这款电机可以扩展成高性能伺服电机来提高转速范围。 提供三种长度。
 
 
 
 
 
3、DB33 - 直流无刷电机说明
 
 
运行平稳性  的紧凑型 BLDC 电机。在安装 Nanotec 编码器之后，这款电机可以扩展成高性能伺服电机来提高转速范围。只提供 S 长度。
 
 
 
 
 
4、DBL36 - 直流无刷电机说明
 
 
高度经济的 BLDC 电机，直径 36 mm，额定转速为 4500 至 4800 rpm。这款电机的额定转矩为 1.5 至 7 Ncm，适用于多种应用。 提供三种长度。
 
 
 
 
 
5、DB41 - 直流无刷电机说明
 
 
采用粘结磁体并具有 10 个极的 BLDC 电机。转矩比 DB42 高，额定转速 3,000 rpm。在安装 Nanotec 编码器之后，这款电机可以扩展成高性能伺服电机来提高转速范围。为了实现高的转矩和宽的性能范围，Nanotec 还提供具有相同结构的行星变速箱。  提供各种长度和版本。
 
 
 
 
 
6、DB42 - 直流无刷电机说明
 
 
BLDC 电机，运行平稳、加速度高、使用寿命长、转速高可达 14,000 rpm。在安装 Nanotec 编码器之后，这款电机可以扩展成高性能伺服电机来提高转速范围。为了实高的转矩和宽的性能范围，Nanotec 还提供配套的行星变速箱。提供各种长度和版本。
 
 
 
 
 
7、DBL42 - 直流无刷电机说明
 
 
高度经济的 BLDC 电机，带 42 mm 法兰，额定功率为 30 W。这款电机的额定转速为 4000 rpm，额定转矩为 8.5 Ncm，适用于各种应用。
 
 
 
 
 
8、DB43 - 直流无刷电机说明
 
 
高性能的 BLDC 电机，有 6 个极和烧结磁体，功率比相同长度的 DB42 电机高出 30% 以上。配备霍尔传感器或配备磁性编码器和  制动。提供各种长度和版本。 如果要安装刹车或安装刹车和编码器，请联系我们的销售部门。
 
 
 
 
 
9、DB56 - 直流无刷电机说明
 
 
配有集成霍尔传感器的经济型 BLDC 电机，尺寸为 NEMA 23 (56 mm)。输出轴进行了扁平化处理，因此非常适用于具有正向动力传输的应用。 提供三种长度。
 
 
 
 
 
10、DB59 - 直流无刷电机说明
 
 
  、运行平稳的直流无刷电机，提供两种设计。DB59 的功率输出介于 84 W 至 220 W 之间（视版本而定），是这种尺寸  能强大的 BLDC 电机之一。为了实现高的转矩和宽的性能范围，Nanotec...
 
 
 
 
 
11、DB80 - 直流无刷电机说明
 
 
BLDC 电机，配有 80 x 80 mm 法兰，8 个极，功率密度相对于其尺寸而言  。额定转速 3000 rpm，标称电压 48 V，特别适合于需要高效率的应用场合。可配备霍尔传感器或配备霍尔传感器和集成编码器。为了获得高转矩，可以安装高性能的行星变速箱。也可以提供具有其他绕组和轴形状的自定义版本。 提供两种版本，每种版本有四种不同的长度。
 
 
 
 
 
12、DB87 - 直流无刷电机说明
 
 
输出功率大、使用寿命长的直流无刷电机。在安装 Nanotec 编码器之后，这款电机可以扩展成高性能伺服电机来提高转速范围。为了获得  转矩，可以安装高性能的行星变速箱。通过在线配置程序，这款电机在订购时还可搭配磁性编码器或刹车。提供三种长度。