近年來,中國從制造業(yè)大國正向制造業(yè)強(qiáng)國發(fā)展,由于國家對(duì)制造裝備及其技術(shù)改造工作的重視,隨著全數(shù)字式交流永磁步進(jìn)系統(tǒng)的性能價(jià)格比逐步提高,交流步進(jìn)電機(jī)作為控制電機(jī)類高檔精密部件,其市場需求將穩(wěn)步增長,近5年內(nèi)其應(yīng)用前景將十分看好。
交流永磁步進(jìn)電機(jī)逐漸成為主角1990年以前,由于技術(shù)成本等原因,國內(nèi)步進(jìn)電機(jī)以直流永磁有刷電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)為主,而且主要集中在機(jī)床和國防軍工行業(yè)。1990年以后,進(jìn)口永磁交流步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)逐步進(jìn)入中國,此期間得益于稀土永磁材料的發(fā)展、電力電子及微電子技術(shù)日新月異的進(jìn)步,交流步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)技術(shù)也很快從模擬式過渡到全數(shù)字式。由于交流步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置采用了先進(jìn)全數(shù)字式驅(qū)動(dòng)控制技術(shù),硬件結(jié)構(gòu)簡單,參數(shù)調(diào)整方便,產(chǎn)品生產(chǎn)的一致性可靠性增加,同時(shí)可集成復(fù)雜的電機(jī)控制算法和智能化控制功能,如增益自動(dòng)調(diào)整、網(wǎng)絡(luò)通訊功能等,大大拓展了交流步進(jìn)電機(jī)的適用領(lǐng)域;另外隨著各行業(yè),如機(jī)床、印刷設(shè)備、包裝設(shè)備、紡織設(shè)備、激光加工設(shè)備、機(jī)器人、自動(dòng)化生產(chǎn)線等,對(duì)工藝精度、加工效率和工作可靠性等要求不斷提高,這些領(lǐng)域?qū)涣鞑竭M(jìn)電機(jī)的需求將迅猛增長,交流步進(jìn)將逐步替代原有直流有刷步進(jìn)電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)。
2006年從北京時(shí)代超群電氣科技有限公司的客戶查詢統(tǒng)計(jì)可知,有近51%的原用直流步進(jìn)和步進(jìn)電機(jī)的客戶準(zhǔn)備更換永磁交流步進(jìn)系統(tǒng),功率在3kW以內(nèi),其中有85%為1000W以下的步進(jìn)電機(jī)。
專用型步進(jìn)電機(jī)的市場需求不可忽視針對(duì)客戶具體單一應(yīng)用,由于其特殊的技術(shù)和成本指標(biāo),通用步進(jìn)產(chǎn)品(包括進(jìn)口產(chǎn)品)很難達(dá)到要求,這就需要量身定制,在原有步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器中嵌入用戶特定的運(yùn)動(dòng)控制功能,可大大降低產(chǎn)品成本。這些典型行業(yè)客戶需求具備一定批量,同時(shí)要求有較高的可靠性。北京和利時(shí)電機(jī)技術(shù)有限公司的數(shù)字步進(jìn)產(chǎn)品在紡織設(shè)備、印刷設(shè)備、電梯設(shè)備、機(jī)器人等行業(yè)已有成熟的應(yīng)用。
智能型步進(jìn)電機(jī)將得到廣泛應(yīng)用在通用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的基礎(chǔ)上,附加一些PLC和運(yùn)動(dòng)控制功能,加上本身具備的網(wǎng)絡(luò)通信功能,形成一個(gè)獨(dú)立的單軸運(yùn)動(dòng)控制器,獨(dú)立完成一定的運(yùn)動(dòng)控制功能,如:點(diǎn)到點(diǎn)定位等,可廣泛用于自動(dòng)化生產(chǎn)線等應(yīng)用領(lǐng)域。
中國制造商現(xiàn)狀截至1999年底,國產(chǎn)交流步進(jìn)電機(jī)及其全數(shù)字式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器基本自主開發(fā)成功,但產(chǎn)業(yè)化方面比較滯后,尚未形成商品化和批量生產(chǎn)能力,國內(nèi)對(duì)精密交流步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的需求還主要依賴進(jìn)口,如日本三菱、松下、富士和德國西門子等。近幾年,華中數(shù)控、廣州數(shù)控、航天數(shù)控、蘭州電機(jī)等的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器及電機(jī)產(chǎn)品已相繼進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段,但還主要是集中在數(shù)控機(jī)床行業(yè),功率規(guī)格在400W以上,沒有針對(duì)整個(gè)自動(dòng)化控制行業(yè)形成全系列規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。由于中國為制造業(yè)大國,除數(shù)控機(jī)床行業(yè)外,其他行業(yè)對(duì)各種規(guī)格步進(jìn)電機(jī)需求量逐年增長,為此,國外步進(jìn)電機(jī)生產(chǎn)廠商陸續(xù)計(jì)劃或已經(jīng)在國內(nèi)設(shè)置獨(dú)資工廠,利用本地資源和廉價(jià)勞動(dòng)力,批量生產(chǎn)各種規(guī)格的通用型步進(jìn)電機(jī)產(chǎn)品。
國內(nèi)步進(jìn)電機(jī)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)技術(shù)已趨于完善,目前主要是朝標(biāo)準(zhǔn)化,系列化,規(guī)模化方向發(fā)展,只有一定規(guī)模才能有高可靠性和價(jià)格低廉而富有競爭力的產(chǎn)品。但國內(nèi)步進(jìn)電機(jī)的全數(shù)字驅(qū)動(dòng)器技術(shù)還比較落后,主要局限于欠缺實(shí)用的電機(jī)數(shù)字控制算法和高可靠的功率模塊,這樣大大限制了國產(chǎn)步進(jìn)電機(jī)的推廣。
讀者調(diào)查反映步進(jìn)電動(dòng)機(jī)容量越大,自然地使用的數(shù)量亦越少,但有些令人驚異,應(yīng)詢者中有19%正在使用30kW或甚至更大的步進(jìn)電動(dòng)機(jī),另有15%表示在未來一年中亦將這樣做。相對(duì)照的是50%用戶正在使用6~10kW步進(jìn)電動(dòng)機(jī),另41%計(jì)劃明年亦將使用。
約一半應(yīng)詢者(48%)表示轉(zhuǎn)速3,000rpm或較低已滿足要求,另40%需要3,000~6,000rpm,而有9%的應(yīng)詢者需要10,000rpm.僅3%用戶表示要用超過10,000rpm.的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。
來年步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的采購量將與今年持平。59%的應(yīng)詢者說他們的采購量將與今年一樣。有30%可能增加使用量,預(yù)計(jì)平均增加25%.僅11%的應(yīng)詢者說他們的采購量在未來一年中將減少,平均減少約50%.在那些選型和購買步進(jìn)電動(dòng)機(jī)者中,50%是工廠自己需要,32%是OEM(配套用戶),而18%兼有OEM和工廠本身需要。
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