T.他对电机在运动控制和自动化方面的趋势进行了一年的调查，揭示了同步交流电机使用方面的几个趋势和新兴发展;步进电机，特别是在闭环产品;各类无刷电机;少数专业直驱产品也刚刚进入市场。
同步交流电机的扩散
通过施工和操作，就像无刷直流（BLDC）电机一样，同步交流电动机 - 有时费用的无刷AC，永磁（PM）交流电机，甚至PMACs - 现在正在从复杂的伺服电机应用蔓延到其他工业驱动应用中。更具体地说，他们看到印刷和包装设备的使用增加;输送机;车辆集线器驱动器（我们将在5月份的设计世界的特殊运动问题中探讨AGV和机器人的文章）;升降机和起重机;和再生电梯驱动器。
这些轻质低惯性电动机通常以高扭矩和效率提供5至150 HP。在点中的情况：SINOCHRON PMAC电机来自ABM驱动的效率比可比较的感应电机更好地保持10％至15％。
同步交流电机的变速操作需要通过专门设计的逆变器或VFD进行控制，该逆变器或VFD设计用于启动和同步转子定子相互作用。就像BLDC电机一样，同步交流电机使用电子设备（通常霍尔效应传感器）来指示绕组的正确电流。转子上的四个或更多个永磁体的阵列用于同步操作。
但不像梯形绕定子线圈（与反电动势的输出与梯形波形需要电流直接输入）同步交流电机BLDC电机正弦缠绕。这使得正弦反电动势输出（以及需要正弦电流输入），以及一个可听见地并且电安静马达。访问motioncontroltips.com和搜索，“BLDC和同步交流电机之间的差异，了解更多信息。
连续换向避免扭矩波纹，使功率因数很高......即使在考虑控制器损耗时，也能为超级优质效率。
与在低速下表现出低效率和功率因素的感应电机不同，PM电机也保持性能而不需要变速箱或齿轮电动机设计。
这些来自控制技术的无水HD无刷AC伺服电机是一种NIDEC Motor Corporation业务，是低惯性脉冲型伺服电机，接受230-V或460 V输入;能够6.3至757.6磅。输出（达到2,257磅峰）;并以55至190毫米的框架尺寸。这些电机具有与Digitax HD伺服驱动器匹配的扭矩型材，用于高达300％的峰值过载，用于峰值动态性能。无动力高清伺服电机擅长动态飞剪;挑选;并且需要硬加速和减速的截止型应用。
步进电机（PM等）在新的地方
小型电机，包括NEMA 34和60毫米尺寸电动机（在BLDC和伺服以及混合步进和闭环步进变化中）继续看到上升使用。这些小型电机最多可达70％的市场（单位）体积。
领先的应用是3D打印机，机器人处理，医疗设备和工业运动设计中的应用程序。我们的行业专家对这些行业的步进电机有一些有趣的投入。
Harris Ayaz |应用工程师PM步进电机越来越多地用于工业应用。我们最近在自动印刷，包装和电子时尚行业方面拥有客户。这些电机远小于更受欢迎的混合地步器。PM电机可通过定制的安装配置和特种连接器制造。
混合步进电机领域的最新趋势包括在这个轴上增加(由运动组件供应商预集成)线性螺丝和螺母，以提供一个完整的线性运动解决方案。这使得步进器为客户提供了更多即插即用的解决方案。
从ISL产品此处示出的NEMA34混合式步进电机在工业机器人中使用。
其他趋势是双轴步进电机的增加以及带齿轮箱的盖垫。
Jonas Proeger:我不知道它们是如何构建它们，但一些电机的令人印象深刻的小尺寸是允许新的应用程序。我们已经看到了用于机器人手术应用的令人印象深刻的设计，在手术机器人上有六个或更多微小的电动机。
大多数步进电机仍在开环,,这是很长一段时间,因为毕竟,步进电机的最大优势之一是如何以低成本提供可靠和精确定位,无需反馈系统。这就是说，我们看到闭环系统的兴起使步进电机成熟的伺服-他们不需要隐藏在他们的无刷直流或直流兄弟姐妹。
阿亚兹|ISL产品国际：闭环控制的升高是模拟伺服和反馈。步进电机可以配对一体化驱动器解决方案;这允许闭环控制并减少购买两个单独的组件的需要。许多客户想要交钥匙操作方法，带有闭环系统的脚步机提供适当的负载。
Proeger•Trinamic Motion Control：随着越来越多的算法在微电子学中实现，我的观点是，最终与无刷直流伺服或步进伺服…甚至开环步进之间的接口将没有区别。当这个时刻到来时，选择哪种电机类型的决定将只是一个机械决策:步进电机在低速和高扭矩时有其最佳点，而无刷直流电机在更高速度时表现更好。
这里显示的是PortScap 20dBm俘虏和基于非俘获步进的线性执行器。
闭环步进和编码器创新交叉授粉
闭环步进电机利用高分辨率的反馈和DSP - 由于摩尔定律，既越来越经济。在全球范围内，根据前视和战略智能，使用这些闭环步进系统将在2023年中增长6.3％。在一旦闭环控制被矫枉过正的那里，现在这种设置可以提高需要负载响应控制的定位或运动任务的效率。
它的许多用途是在机器人技术、包装和半导体制造方面。这些利用了步进电机结构的优势，甚至优于传统的开环产品。在许多情况下，闭环步进器采用集成电机的形式，包括电源、驱动和控制器板;反馈装置;通信和输入输出电子;以及电缆和连接器。
Eric Rice•应用运动产品：闭环步进控制不断获得定位和速度控制应用的市场份额。T.his growth in use is primarily driven by new integrated motor designs that capitalize on the benefits of closed-loop control (such as greater torque output, higher acceleration rates, quieter operation, and greater efficiency) … but it’s also driven by the benefits of the integrated motor design itself. These benefits include fewer cables, no external drive or amplifier, simplified parts lists, and cost savings.
此外，闭环控制和集成电机设计的好处都很容易观察到，这有助于最终用户在首次采用这些技术时感到自信。
需要对这些闭环步进电机编码器等马达意味着更高的编码能力（以配合当今的高性能网络和连接选项）的安装需求。
Proeger•Trinamic Motion Control：步进伺服的兴起将刺激新一代编码器的发展。通常，在嵌入式驱动器中，最好的选择是磁编码器。这是因为这样的驱动器是紧凑和坚固的，并与一个简单的机械设置工作。缺点是，如果一个设计工程师想要使用它的FOC步进，许多磁编码器有有限的分辨率。回想一下，步进电机的典型极点数为50，而典型无刷直流电机的极点数为1到16。另一个缺点是内部处理延迟。这推动了对低延迟高分辨率磁编码器的需求。
迈克·马罗尼|高级产品经理•应用运动产品：光学编码器的无疑望优势结束。磁性编码器现在提供比竞争产品更便宜的数量顺序更便宜（每个组件成本）。此外，它们提供更容易的单位组件 - 由于PCB控制的气隙以及比其光学对应物更紧凑的公差。
这些因素加上磁编码器的快速技术进步，正在帮助缩小光学编码器的性能优势……这意味着磁编码器只会继续占据更多的市场份额……甚至将帮助编码器进入它们过去不可行的市场。
帕特里克·惠勒|产品经理•艾特：电机编码器设计和应用的另一个趋势是走向绝对编码器和其他串行协议。当过程控制的高层必须与线性执行器或阶段的实际位置相结合时，挑战是信号串行化产生的延迟。
需要速度（和扭矩）：无刷电机趋势
电子换向(EC)电机或ecm -也被称为无刷直流电机-在一系列需要长寿命和最高效率的运动设计中是必不可少的。
一边......请注意美国能源部（DOE）指定ECMS是具有集成驱动器和控制的低马力BLDC电机(在暖通空调设计中很常见)。该机构区分BLDC电机（带有单独驱动和控制的无刷直流电动机）和EC电机（具有集成的驱动器和控制）。但许多OEM和电机供应商可互换地使用这些术语。
此外，大多数无刷直流电机制造商同时向HVAC和运动控制市场供应电机，这加速了运动行业对EC电机和电子换向电机术语的采用。
maxon精密电机的EPOS4产品线包括两个新的EtherCAT紧凑控制器——24/1.5和50/5。该控制器适用于无刷直流电机和有刷直流电机。Maxon还对该平台的双环控制功能进行了升级。这种控制同时控制电机和负载反馈，以获得最佳的系统性能。EPOS Studio软件通过自动调节调节功能加快设置时间。
Dave Beckstoffer |产品经理无刷直流电机正在提供多种选项，以涵盖更广泛的应用范围。为速度，扭矩或两者的组合量身定制新设计。不合格的电机正在调整设计，以进行额外的扭矩或优化磁性设计以获得更高的速度。有些应用 - 例如 - 工业手工工具，例如，在其运行范围内苛刻 - 免费运行和收紧阶段。PortScap的超EC电机开发在这些应用中具有优异的优势，提供更快的自由运行阶段和更高的峰值扭矩能力。
阿亚兹•ISL产品国际：无刷电机的新趋势正在医疗设备和机器人领域出现。我们已经参与了不同行业的项目，但在这两个市场，无刷直流电机是最常见的。
最近，我们在医疗设备和工业应用中看到了更多使用Outrunner型BLDC电机。以前的Outrunner型BLDC电机在轻娱乐消费电动车中最常见。utorrunners在定子线圈的外侧附接到环或套管的磁铁，用于输出，其采用电动机的形式可以旋转。
在较小的机器人中，通常使用数字伺服电机。这些电动机具有成本效益，并且（反馈）通过PWM提供精确的运动。我们还看到了大量与BLDC电机配对的行星齿轮齿轮 - 减速和扭矩增加。使用战术机器人系统，行星齿轮头最适合高扭矩和高效率以及载荷能力。
全球汽车制造商Nidec的创始人兼首席执行官Shigenobu Nagamori预测了采用电动机的行业的几种趋势。
“1973年，我创办了日本电产用直流无刷电机全部更换电动机世界......相信这技术的潜力。45年以后的，我们已经看到了相关的无刷直流电机的创新 - 在硬盘驱动器（HDD）电机市场在20世纪90年代最具影响力的扩大之中。现在，也有类似幅度的四个新趋势。”
家用电器传统上由拉丝电机提供动力越来越多地使用无刷直流电动机- 益处包括更高的功率效率，具有电池电源的相容性，和寿命。在房间空调机，电冰箱，洗衣机，真空吸尘器的几乎所有马达（或将要）由无刷直流电动机所取代，添加永守。
汽车电气化- 从内燃机到电动机的迁移迅速发展......而Myriad其他以前的发动机动力部件正在被电动机驱动的版本所取代。
增殖的机器人（包括协作机器人） - 大多数都配有电机以及减速器。曾经制造了硬盘电机的Nidec工厂现在正在造成造成机器人减速器的过程。“机器人昂贵，但使用（即使在人们的家中也是普遍存在的价格将会随着价格下降而下降，”Nagamori补充道。事实上，它预测，世界人口将达到九十亿亿亿亿克，每个人为2050年。
取代物流和农业中的手工工作- 物流和农业的无人机潜力尤其很高，尽管仍然需要新的突破和法规。Nagamori希望这些是在未来几年内发生的。
Proeger•Trinamic Motion Control：关于无刷电机，有一个有趣的趋势无人驾驶飞机市场的推动。虽然通常在工业应用中，我们已经看到主要见于内转子马达 - 往往与NEMA两位数式法兰 - 我们现在看到越来越多的outrunners产生的成本非常低的令人印象深刻的扭矩量。典型地，它们具有较高的极数，则传统inrunners ...导致变速箱较小的传动比。他们还没有到达传统机械工业，但他们中的很多仓库自动化系统以及一些合作项目机器人使用。
互操作性，供应商配置和设计正确的功能，从电机
互操作性是今年迈出大的运动功能。
Maroney•应用运动产品：我们努力保持产品在不同产品线和不同代之间的兼容性。作为基准，我们在步进电机上遵循标准NEMA框架尺寸，在伺服电机上遵循公制尺寸——我们还与相关标准组织认证我们的现场总线实现，例如EtherNet/IP的ODVA。
除此之外，我们专有的Q编程语言是我们所有电机一样 - 我们最小的开环步进驱动器，我们最大的伺服驱动器。这让谁使用我们的产品工程师学会一种语言，它适用于所有系统所有运动轴 - 从最小的设置轴的最大和最复杂的。这减少编程时间，并简化故障排除。
事实上，我们的重点是向后兼容性确保了OEM厂商的机器将维修为年后的未来，并改装与我们的最新产品。
Beckstoffer•Portescap:在任何新产品的设计开发阶段，我们确保提供完整的电机系统 - 包括电机，变速箱和编码器。机械兼容性保证新设计将轻松与其他产品集成。在点中的情况：一些新电机可能包括旨在接受最接近直径齿轮箱的前面。电机的后凸凸缘可能具有几何形状以适应相关的编码器。这让工程师在系统中使用新产品......完成运动反馈。
电机供应商兜售一个扩大的增值服务菜单(或内部工程支持)为原始设备制造商和设计工程师看到帮助他们的运动设计工作。
阿亚兹•ISL产品国际：在过去的12个月中，我们通过增值方式帮助了客户（OEM）。我们专注于优化标准直流电动机和齿轮仪......并将每个电机或齿轮量身定制到OEM的特定要求。
我们提供的最常见的增值是为每个客户的应用定制输出性能参数(如速度和扭矩)。我们还可以提供各种电机和齿轮头类型，轴定制，材料选择，磁铁类型，引线和连接器，和编码器的变化。我们利用我们内部的工程经验来指导工程师走向正确的方向……毕竟，运动控制是一项精确的任务。
詹姆斯·勇敢|业务总监•ISL产品国际：我们的目标是设计工程师点菜菜单，当谈到排序直流电动机和减速电机。
这是ISL产品的NEMA-23步进电机驱动的直线驱动器。自动门锁采用步进式设计。请阅读《运动趋势》一文线性执行器对于更多执行器应用示例。
Beckstoffer•Portescap:创新是我们的激情所在。我们将这种热情扩展到我们的客户，在他们的设计早期就与他们接触，为他们的设计的运动部分提供我们的专业知识。它不仅仅是电机复合材料，我们审查机械和电子部件与电机复合材料，以确保最佳效率的系统。一个共同的设计努力导致一个更有效和紧凑的最终产品。
这里显示的是Portescap B16齿轮齿轮;B32齿轮齿轮;和R22HT，这是一种适用于电池供电工具的功率密集的迷你电动机齿轮。
妮可阿什顿•Portescap的：当我们在设计过程中与客户互动时，它有助于降低电机集成风险，同时提供突破性的设计影响。当我们与客户与初始思想阶段合作时，当真正的协作创新发生时，效益最大化。
当然，在线配置工具和软件继续更改设计 - 工程方法。
Beckstoffer•Portescap:今天的设计工程师在线需要越来越详细的信息 - 为其设计中的运动选项提供更深入的研究。我们已经开发了MotionCompass软件，为设计工程师提供一种方法可以随时利用我们的专业知识。
通过提供基于转矩和转速动态的建议，我们已经缩短了迭代过程。这也是因为电机的物理测试已被取代的在线计算。这让设计工程师自信地与原型初始电机的选择，并最终降低的时间将新产品推向市场。
阿亚兹•ISL产品国际：刷式电机在工业中仍然很常见。刷直流电动机的优点是不需要操作控制器。我们看到的新趋势是无核刷电机的兴起，也称为无铁电机。
这些电动机比可比电机和表现出较少的齿槽转矩更有效 - 加上磁体如钕，以提供高扭矩制成。采用无芯刷电机的增加主要是在医疗行业无线和手持设备 - 因为电机具有相对较低的电流消耗。
用线性装置和其他机械元素预设的电动机以简化组件。许多供应商销售齿轮箱与集成的铅印，以减少部分计数，并避免与联轴器相关的机械问题。考虑一个具体的例子：现在使用电机和变速箱以及齿轮箱扩展的集成漏极螺钉和螺母构建一个医疗装置（一次性活检工具）。
Beckstoffer•Portescap:齿轮箱的设计是先进的三个设计目标-提高效率，提供更高的输出扭矩，并接受更高的电机输入速度。这就要求设计工程师在开发新产品时平衡这三个要求。
作为一种解决所有三个目标的解决方案，我们再次介绍了R22HT ......提供了更高的输出扭矩，并允许更高的输入速度......以及逐步提升效率......都在行星技术中。事实上，设计使OEM选择更广泛的齿轮比，以微调任何应用的扭矩和速度输出。
MotionCompass是一种基于Web的应用程序，来自PortScAp - 通过MotionCompass.PortScap.com访问，可帮助工程师尺寸和选择电机进行不同运动应用。该软件从各种无刷直流和刷子DC无芯产品中生成建议，并包括输出中的性能曲线。
其他微型更多的设计包括无刷直流减速电机空心了允许内嵌在骨科手术驾驶克氏针和引脚。其它电机去更小。
理查德哈尔斯特德|主席•帝国磁石：其中一项使用尖端微电机和微设备的技术被称为LIGA, LIGA是一个德语首字母缩写，是光刻、电铸和使用高能x射线的成型和指示过程的缩写。在光束设施中的微加工和微器件需要由齿轮、电机和其他微小部件构成的设计……因为许多LIGA结构的活性区域为0.25到4毫米。
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