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【摘要】随着科学技术的发展与进步，电机自动化发展趋势日益明显，电动化控制系统在步进电机中的应用逐渐成为研究的重要课题。在步进电机工作原理与电动化控制系统设计的基础上，对电动化控制系统于步进电机技术中的具体应用进行分析，并对步进电动机未来发展趋势进行探讨。实践证明，电动化控制系统的应用，可以提高步进电机运行安全性与可靠性，综合效益显著。
【关键词】电动化控制系统；步进电机技术；应用；趋势
引言
在科学技术发展的推动下，电机技术发展迅猛，尤其是自动化技术在电机中的应用，极大提高了电动机运行性能与质量。为实现对步进电机运行控制，提出将自动化控制系统应用于步进电机技术中。实践证明，电动化控制系统的应用，提高了电动机应对系统故障的能力，在确保系统运行安全性，实现电机运行效益等方面发挥着重要现实意义。本文在分析步进电机与电动化控制系统的基础上，探讨电动化控制系统于步进电机技术中的应用及发展趋势。
一、步进电机及其工作原理简述
步进电机，指的是将电脉冲信号转变为线位移或角位移的开环控制元步进电机件，在正常运行中，脉冲信号频率与脉冲数直接决定着电机转速与电机停止位置，且不会受到负载变化因素的影响[1]。当步进驱动器接收到脉冲信号后，信号会驱动步进电机按照设定方向转动固定角度，这个角度被称之为步距角，以固定角度旋转运行，角位移量则是由脉冲个数来控制，从而实现准确定位。步进电机其电机转子具备永磁体特性，在电流经过时，定子绕组会产生矢量磁场，推动转子进行旋转，让定子磁场方向与转子磁场方向保持一致[1]。在非超载条件下，电机转速与停止位置受脉冲信号频率及脉冲数决定。
二、电动化控制系统概述
在科学技术发展的推动下，自动化控制技术获得突破性发展，电动化控制系统在步进电机技术中的应用，保障着电机运行安全性与稳定性，在保证用电线路可靠性中发挥着重要现实作用。电机自动控制系统在其控制部分，是通过应用步进电动机，将丝杠与联轴器相连接来实现。丝杠中设置有螺母杆，螺母杆可以左右移动，并牵引刹车牵制手柄杆移动，以实现电机机组自动化控制目标。
在电机机组自动控制机构中，受导轨限制，丝杆中螺母杆无法自由转动，只能伴随着导轨运动而移动。为有效控制螺母杆左右移动时的移动位移量，可以再螺杆左侧缓冲机构中设置感应开关，避免出现螺母杆无限制运动问题[2]。在电动化控制系统通入电源后，步进电机被启动，此时步进电机输出轴会转动，受联轴器运动影响，丝杆开始转动，当螺母杆移动到设计位置后，感应开关向步进电机发出信号并控制其转向，推动螺母杆在控制下移动。当螺母杆向左运行时，为实现手柄杆自动复位功能，应设置弹簧，确保其可以及时复位。
三、电动化控制系统在步进电机技术中的具体应用分析
（一）自动启动与启动供电功能
于步进电机机组中应用电动化控制系统，在供电系统出现故障供电中断时，市电切换电路会立即切断市电供电电路，监测电路会通过自启动控制器将电动机进行启动运转，推动步进电机组启动。如步进电机启动失败，则电动化控制系统会在10秒内重新启动，如连续三次启动均未成功，電动化控制系统会发出启动失败信号，禁止再次启动[2]；如步进电机启动成功，则润滑油油压升高，当其油压升高到规定值时，启动油压传感器，打开润滑油路电磁场阀控制电路，从而打开油缸油路，此时，步进电机压力润滑油对油缸活塞施加推动力，推动油门手柄移动，在升速限位控制器作用下步进电机进入到额定转速状态，发电机则输出额定电压。
（二）自动停机
在电网恢复正常后，通过监测电路发挥作用，将步进电机机组供电电路进行切断，并投切到电路由市电进行正常供电作业。此时，应通过电动化控制系统中自启动控制器发出信号，让停机电磁铁发出动作，对步进电机油门进行有效控制，步进电机从额定转速转变为低速运行，最终自动停机[3]。在步进电机运行过程中，冷却水出水温度值高于设定参数所明确规定的范围，则其温度控制器则应发出声光报警信号，并执行负载切断动作，与此同时，停机电磁铁发出动作，步进电机组实现自动停机；如步进电机在运行中，润滑油油压在设定规定值以下，油压过低，则报警传感器的触点会闭合，控制器通过报警装置发出警报信号，并切换步进电机电路，停机电磁运行实现步进电机自动停机；如步进电机在运行中其转速超出了额定转速，步进电机电监测电路中高周率继电器则会发生动作，步进电机组实现自动停机[3]。继电器与接触器等构成步进电机电动化控制系统，可以有效实现对步进电机运行状态的监测，在确保步进电机运行安全性与可靠性等方面发挥着重要作用。
（三）保障用电线路运行质量
电动化控制系统在步进电机技术中的应用，还可以发挥保障用电线路运行质量的功能。步进电机在运行过程中，其发电机输出电流、输出频率、输出电压和步进电机组机油温度、压力等均属于影响电网运行质量的因素[4]。通过应用电动化控制系统，可以实现对步进电机运行参数的自动调整，切实保障电网运行质量。
四、电动化控制系统于步进电机技术应用发展的趋势分析
随着科学技术的不断发展，步进电机应会呈现出综合设计发展趋势，电机内部零部件将与发动机构成整体，提高电动机发电闭环系统运行性能，应用电动化控制系统，则其电动机制动与控制效果更为明显；当前，电动机应用多为二相与四相，未来发展趋势主要集中在三相与五相电动机，从而降低电动机运行振动及噪音。电动化控制系统在应用中，其结构配置将会呈现出集成化、智能化趋势，电动化控制灵敏度更高，综合效益更为显著。
结语
当前，电机自动化趋势越发明显，在电机中引入电动化控制系统，可以实现对电机运行状态及运行性能的控制。在概述步进电机与电动化控制系统的基础上，重点对电动化控制系统在步进电机技术中的应用进行分析，电动化控制系统的应用，可以实现电机自动启动与启动供电功能、自动停机、保障用电线路运行质量，其未来发展表现出集成化、智能化趋势，其未来市场应用前景广阔。
参考文献
[1]刘景林，王帅夫.数控机床用多步进电机伺服系统控制[J].电机与控制学报，2013，17（5）：80-86.
[2]王颜明，关洪亮.浅谈步进电机控制系统的设计[J].计算机光盘软件与应用，2012，（24）：174.
[3]汪姝.基于单片机的步进电机驱动控制系统的设计与实现[D].南昌大学，2012.
[4]周惠芳，王迎旭.基于PLC的步进电机定位控制系统设计[J].机电一体化，2013，19（4）：73-76，80.
【关键词】电动化控制系统；步进电机技术；应用；趋势
引言
在科学技术发展的推动下，电机技术发展迅猛，尤其是自动化技术在电机中的应用，极大提高了电动机运行性能与质量。为实现对步进电机运行控制，提出将自动化控制系统应用于步进电机技术中。实践证明，电动化控制系统的应用，提高了电动机应对系统故障的能力，在确保系统运行安全性，实现电机运行效益等方面发挥着重要现实意义。本文在分析步进电机与电动化控制系统的基础上，探讨电动化控制系统于步进电机技术中的应用及发展趋势。
一、步进电机及其工作原理简述
步进电机，指的是将电脉冲信号转变为线位移或角位移的开环控制元步进电机件，在正常运行中，脉冲信号频率与脉冲数直接决定着电机转速与电机停止位置，且不会受到负载变化因素的影响[1]。当步进驱动器接收到脉冲信号后，信号会驱动步进电机按照设定方向转动固定角度，这个角度被称之为步距角，以固定角度旋转运行，角位移量则是由脉冲个数来控制，从而实现准确定位。步进电机其电机转子具备永磁体特性，在电流经过时，定子绕组会产生矢量磁场，推动转子进行旋转，让定子磁场方向与转子磁场方向保持一致[1]。在非超载条件下，电机转速与停止位置受脉冲信号频率及脉冲数决定。
二、电动化控制系统概述
在科学技术发展的推动下，自动化控制技术获得突破性发展，电动化控制系统在步进电机技术中的应用，保障着电机运行安全性与稳定性，在保证用电线路可靠性中发挥着重要现实作用。电机自动控制系统在其控制部分，是通过应用步进电动机，将丝杠与联轴器相连接来实现。丝杠中设置有螺母杆，螺母杆可以左右移动，并牵引刹车牵制手柄杆移动，以实现电机机组自动化控制目标。
在电机机组自动控制机构中，受导轨限制，丝杆中螺母杆无法自由转动，只能伴随着导轨运动而移动。为有效控制螺母杆左右移动时的移动位移量，可以再螺杆左侧缓冲机构中设置感应开关，避免出现螺母杆无限制运动问题[2]。在电动化控制系统通入电源后，步进电机被启动，此时步进电机输出轴会转动，受联轴器运动影响，丝杆开始转动，当螺母杆移动到设计位置后，感应开关向步进电机发出信号并控制其转向，推动螺母杆在控制下移动。当螺母杆向左运行时，为实现手柄杆自动复位功能，应设置弹簧，确保其可以及时复位。
三、电动化控制系统在步进电机技术中的具体应用分析
（一）自动启动与启动供电功能
于步进电机机组中应用电动化控制系统，在供电系统出现故障供电中断时，市电切换电路会立即切断市电供电电路，监测电路会通过自启动控制器将电动机进行启动运转，推动步进电机组启动。如步进电机启动失败，则电动化控制系统会在10秒内重新启动，如连续三次启动均未成功，電动化控制系统会发出启动失败信号，禁止再次启动[2]；如步进电机启动成功，则润滑油油压升高，当其油压升高到规定值时，启动油压传感器，打开润滑油路电磁场阀控制电路，从而打开油缸油路，此时，步进电机压力润滑油对油缸活塞施加推动力，推动油门手柄移动，在升速限位控制器作用下步进电机进入到额定转速状态，发电机则输出额定电压。
（二）自动停机
在电网恢复正常后，通过监测电路发挥作用，将步进电机机组供电电路进行切断，并投切到电路由市电进行正常供电作业。此时，应通过电动化控制系统中自启动控制器发出信号，让停机电磁铁发出动作，对步进电机油门进行有效控制，步进电机从额定转速转变为低速运行，最终自动停机[3]。在步进电机运行过程中，冷却水出水温度值高于设定参数所明确规定的范围，则其温度控制器则应发出声光报警信号，并执行负载切断动作，与此同时，停机电磁铁发出动作，步进电机组实现自动停机；如步进电机在运行中，润滑油油压在设定规定值以下，油压过低，则报警传感器的触点会闭合，控制器通过报警装置发出警报信号，并切换步进电机电路，停机电磁运行实现步进电机自动停机；如步进电机在运行中其转速超出了额定转速，步进电机电监测电路中高周率继电器则会发生动作，步进电机组实现自动停机[3]。继电器与接触器等构成步进电机电动化控制系统，可以有效实现对步进电机运行状态的监测，在确保步进电机运行安全性与可靠性等方面发挥着重要作用。
（三）保障用电线路运行质量
电动化控制系统在步进电机技术中的应用，还可以发挥保障用电线路运行质量的功能。步进电机在运行过程中，其发电机输出电流、输出频率、输出电压和步进电机组机油温度、压力等均属于影响电网运行质量的因素[4]。通过应用电动化控制系统，可以实现对步进电机运行参数的自动调整，切实保障电网运行质量。
四、电动化控制系统于步进电机技术应用发展的趋势分析
随着科学技术的不断发展，步进电机应会呈现出综合设计发展趋势，电机内部零部件将与发动机构成整体，提高电动机发电闭环系统运行性能，应用电动化控制系统，则其电动机制动与控制效果更为明显；当前，电动机应用多为二相与四相，未来发展趋势主要集中在三相与五相电动机，从而降低电动机运行振动及噪音。电动化控制系统在应用中，其结构配置将会呈现出集成化、智能化趋势，电动化控制灵敏度更高，综合效益更为显著。
结语
当前，电机自动化趋势越发明显，在电机中引入电动化控制系统，可以实现对电机运行状态及运行性能的控制。在概述步进电机与电动化控制系统的基础上，重点对电动化控制系统在步进电机技术中的应用进行分析，电动化控制系统的应用，可以实现电机自动启动与启动供电功能、自动停机、保障用电线路运行质量，其未来发展表现出集成化、智能化趋势，其未来市场应用前景广阔。
参考文献
[1]刘景林，王帅夫.数控机床用多步进电机伺服系统控制[J].电机与控制学报，2013，17（5）：80-86.
[2]王颜明，关洪亮.浅谈步进电机控制系统的设计[J].计算机光盘软件与应用，2012，（24）：174.
[3]汪姝.基于单片机的步进电机驱动控制系统的设计与实现[D].南昌大学，2012.
[4]周惠芳，王迎旭.基于PLC的步进电机定位控制系统设计[J].机电一体化，2013，19（4）：73-76，80.