第一節(jié) 產(chǎn)品定義及應(yīng)用特點(diǎn)

一、產(chǎn)品定義

步進(jìn)電機(jī)又叫脈沖電機(jī)，是將電脈沖信號(hào)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(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)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(yùn)行的。

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

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

二、應(yīng)用特點(diǎn)

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

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

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

第二節(jié) 步進(jìn)電機(jī) 行業(yè) 發(fā)展歷程

步進(jìn)電機(jī)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(dòng)電路所有半導(dǎo)體器件都是完全國產(chǎn)化的，當(dāng)時(shí)是全分立元器件構(gòu)成的邏輯運(yùn)算電路，還有電容耦合輸入的計(jì)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(shí)應(yīng)用最多的是線切割機(jī)，都是快走絲的。線切割機(jī)的X-Y平臺(tái)絲桿就用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。當(dāng)時(shí)的圖紙是全國公開，給個(gè)曬藍(lán)圖的費(fèi)用就行了。

國外在大功率的工業(yè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)上，目前基本不使用大扭矩步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，因?yàn)閺尿?qū)動(dòng)電路的成本，效率，噪音，加速度，絕對(duì)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(dòng)機(jī)，加電動(dòng)機(jī)編碼器整體技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)高。 一些少數(shù)高級(jí)的應(yīng)用，就用空心轉(zhuǎn)杯電機(jī)，交流電機(jī)。國外在小功率的場(chǎng)合，還使用步進(jìn)電機(jī)，例如一些工業(yè)器材，工業(yè)生產(chǎn)裝備，打印機(jī)，復(fù)印件，速印機(jī)，銀行自動(dòng)柜員機(jī)。 

國外用許多現(xiàn)代的手段將步進(jìn)電機(jī)排擠出驅(qū)動(dòng)應(yīng)用，除了前面提到的旋轉(zhuǎn)編碼器，打印機(jī)還使用光電編碼帶或感應(yīng)編碼帶配合直流電動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)直線位移控制。 

國內(nèi)過去是用大力矩步進(jìn)電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)機(jī)床數(shù)控，有實(shí)力的公司現(xiàn)在也采用交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)數(shù)控機(jī)床，在驅(qū)動(dòng)設(shè)備的主要差距，是國外對(duì)交流電動(dòng)機(jī)的控制理論與工程 分析 和應(yīng)用能力強(qiáng)，先進(jìn)的控制理論作為軟件，寫在控制器內(nèi)部。中國步進(jìn)電機(jī)網(wǎng)概括步進(jìn)電機(jī)的三個(gè)發(fā)展時(shí)期：

八十年代前后時(shí)期：我國步進(jìn)電機(jī)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(jìn)電機(jī)為主，另外有定子十極轉(zhuǎn)子一百齒的五相磁阻式步進(jìn)電機(jī)和其它的一些品種。八十年代開始發(fā)展的混合式步進(jìn)電機(jī)，則是以定子八極轉(zhuǎn)子五十齒的二相(四相)混合式步進(jìn)電機(jī)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(jìn)電機(jī)，同時(shí)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(gè)齒的二相(四相)混合式步進(jìn)電機(jī)，轉(zhuǎn)子一百齒的三相、九相混合式步進(jìn)電機(jī)，轉(zhuǎn)子兩百齒的五相混合式步進(jìn)電機(jī)等。從上述進(jìn)程可以看出，步進(jìn)電機(jī)產(chǎn)品種類繁多混雜，對(duì)產(chǎn)業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展十分不利。

微步驅(qū)動(dòng)技術(shù)突破時(shí)期：步進(jìn)電機(jī)屬于增量運(yùn)動(dòng)控制器件，微步驅(qū)動(dòng)技術(shù)快速發(fā)展使其分辨率大大提高，已經(jīng)達(dá)到接近連續(xù)運(yùn)動(dòng)控制器件的狀態(tài)，步進(jìn)電機(jī)具有了“類伺服”特性。微步驅(qū)動(dòng)技術(shù)實(shí)際上就是電流波形控制技術(shù)，傳統(tǒng)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器僅對(duì)相繞組的電流進(jìn)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(jī)的分辨率，例如五相混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，因?yàn)楸葍上嗷旌鲜讲竭M(jìn)電機(jī)相數(shù)多，分辨率更高，就形成獨(dú)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(jìn)電機(jī)電流波形的階梯數(shù)，就可以使分辨率達(dá)到與五相步進(jìn)電機(jī)一樣的程度，為統(tǒng)一步進(jìn)電機(jī)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(shí)期：隨著步進(jìn)馬達(dá)IC技術(shù)在高細(xì)分、大功率和高集成度方面出現(xiàn)突破，步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)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(qiáng)、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(jìn)電機(jī)是一種簡易的開環(huán)控制，對(duì)運(yùn)用者的要求低，不適合在大功率的場(chǎng)合使用。在衛(wèi)星、雷達(dá)等應(yīng)用場(chǎng)合，中國在文化大革命后期，就生產(chǎn)了力矩電機(jī)，就生產(chǎn)了環(huán)形力矩電機(jī)，在高品質(zhì)的控制場(chǎng)合，有時(shí)還不能使用步進(jìn)電機(jī)。

第二部分 步進(jìn)電機(jī) 行業(yè) 環(huán)境 分析

第一節(jié) 我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展環(huán)境 分析

一、2012年經(jīng)濟(jì)運(yùn)行 分析

2012年1季度GDP創(chuàng)11個(gè)季度新低

國家統(tǒng)計(jì)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(duì)復(fù)雜嚴(yán)峻的國際環(huán)境和國內(nèi)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行出現(xiàn)的新情況新問題，各地區(qū)各部門認(rèn)真貫徹落實(shí)中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議精神和政府工作報(bào)告各項(xiàng)決策部署，堅(jiān)持穩(wěn)中求進(jìn)，國民經(jīng)濟(jì)運(yùn)行緩中趨穩(wěn)，繼續(xù)保持適度較快增長。

初步測(cè)算，一季度國內(nèi)生產(chǎn)總值107995億元，按可比價(jià)格計(jì)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(jì)展望

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

世界銀行的報(bào)告指出，周期性疲軟將會(huì)是近期經(jīng)濟(jì)前景的主旋律，預(yù)計(jì)2012年中國經(jīng)濟(jì)增長率為8.2%，2013年為8.6%。隨著消費(fèi)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(jì)增長貢獻(xiàn)8.4個(gè)百分點(diǎn)。

該報(bào)告認(rèn)為，近期關(guān)鍵性的政策挑戰(zhàn)是需要力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)軟著陸和保持經(jīng)濟(jì)增長。主要的風(fēng)險(xiǎn)因素包括高收入經(jīng)濟(jì)體的增長乏力且不確定的前景，以及中國房地產(chǎn)市場(chǎng)的修正。

該報(bào)告還認(rèn)為，隨著傳統(tǒng)的增長動(dòng)力趨弱，在大約20年的時(shí)間內(nèi)，中國經(jīng)濟(jì)增長速度可能會(huì)從近期的10%下降到5%，期間還會(huì)伴隨著重大的結(jié)構(gòu)性轉(zhuǎn)型。工業(yè)和投資對(duì)GDP的重要性將減弱，而服務(wù)業(yè)和消費(fèi)的份額將會(huì)升高。中國的長期經(jīng)濟(jì)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(jī)系統(tǒng)節(jié)能改造工程計(jì)劃

根據(jù)《工業(yè)節(jié)能“十二五” 規(guī)劃 》，針對(duì)電機(jī)系統(tǒng)運(yùn)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(diǎn)領(lǐng)域，加快既有電機(jī)系統(tǒng)變頻調(diào)速改造，優(yōu)化電機(jī)系統(tǒng)控制和運(yùn)行方式。

重點(diǎn)改造高耗電的中小型電機(jī)及風(fēng)機(jī)、泵類系統(tǒng)，嚴(yán)禁落后低效電機(jī)的生產(chǎn)、銷售和使用。采用變頻調(diào)速、永磁調(diào)速等先進(jìn)電機(jī)調(diào)速技術(shù)，改善風(fēng)機(jī)、泵類電機(jī)系統(tǒng)調(diào)節(jié)方式，逐步淘汰閘板、閥門等機(jī)械節(jié)流調(diào)節(jié)方式，重點(diǎn)對(duì)大中型變工況電機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)速改造，提高電機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行效率。通過軟啟動(dòng)裝置、無功補(bǔ)償裝置、計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)等，合理配置能量，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。以先進(jìn)的電力電子技術(shù)傳動(dòng)方式改造傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)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(dòng)裝置。加快電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能改造步伐，鼓勵(lì)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(chǎng)化機(jī)制推動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能改造。

到2015 年，電機(jī)系統(tǒng)節(jié)電率比2010 年提高2-3 個(gè)百分點(diǎn)。

2、2011年國家加大補(bǔ)貼力度推廣高效電機(jī) 

作為“十二五”我國促進(jìn)節(jié)能減排的一項(xiàng)重要舉措，財(cái)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(cái)政補(bǔ)貼等一系列扶持政策，推動(dòng)高效節(jié)能電機(jī)在國內(nèi)市場(chǎng)的應(yīng)用。

根據(jù)會(huì)議確定的補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)，2011年我國對(duì)購買使用低壓高效電機(jī)的用戶，根據(jù)功率檔次每千瓦分別補(bǔ)貼58元和31元；對(duì)購買使用高壓高效電機(jī)的用戶，每千瓦時(shí)補(bǔ)貼26元；對(duì)購買使用稀土永磁電機(jī)的用戶，每千瓦補(bǔ)貼100元。

財(cái)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(píng)制度，新上項(xiàng)目必須全部使用高效電機(jī)等節(jié)能設(shè)備和產(chǎn)品；中央財(cái)政將采取以獎(jiǎng)代補(bǔ)方式，鼓勵(lì)通過實(shí)施節(jié)能技術(shù)改造、合同能源管理等項(xiàng)目，推廣使用高效電機(jī)；同時(shí)，加大能效節(jié)能電機(jī)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(jī)能效標(biāo)識(shí)和節(jié)能認(rèn)證工作。

3、步進(jìn)電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)

我國步進(jìn)電機(jī)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)列表

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