减少电机振动有助于精确分配微量液体 成功控制成本后实现商品化

在化工、医药等领域普遍存在激烈的研发竞争，其特征是具有高速，高精度和低成本的分析技术。这是精密测试设备供应商（B公司）面临的市场，该公司从事液体成分分析仪的开发。

从该分析仪内部结构来看，液体以微升进行采样和分析。对于从试管中分配微量样品和试剂的泵件来说，精确控制是必要条件。利用电机驱动泵件，这是B公司发现自己所面临的一个挑战。

该公司以前使用的电机在泵运行期间发生振动，因此无法持续稳定地输送准确的液量。此外，该分析仪的安装地点靠近科学家或技术人员的实验室，并且在那里会使用很长时间。这使尽量降低运行噪音变得非常重要，稍许噪音都可能令人们感到烦躁不安。

在B公司的研发中心，泵电机选型责任人员（员工A）的工作是满足这些低振动、低噪声的技术要求。

员工A过去的工作是找到一种可以解决这些振动和噪音问题的电机，并已着手开展研究。他的第一个想法是通过齿轮与直流无刷电机组合来实现精确控制，这是一种公认的低振动、低噪音电机。但问题是，这种齿轮或变速箱所需的精密加工成本太高，高得令人望而却步。

除了直流无刷电机外，已有的一些电机和低成本电机无法实现精确控制，并且受电机内部共振因素影响，没有任何方式能够抑制机电部件产生的电磁噪音或机械驱动噪声。
这使他左右为难，实现低振动和低噪音的技术要求和成本要求，这是两种截然不同的挑战。

他向一位年长同事进行咨询，得到的建议是："如果追求低成本，应该试一下步进电机。"通过不断跟进，他最终找到了艾斯湃纳公司，发现该公司过去在步进电机开发上投入大量精力，并通过艾斯湃纳网站与该公司取得联系。

尽管在解决公司面临的技术和成本相关问题方面，步进电机比直流无刷电机有很多优势，但它们并非没有自己的问题。一个具体问题就是步进电机自身引起的共振。因为步进电机是以小步长交替加减速运动，而不是以一个恒定速度运行，因此会产生微弱的振动。某些频率会导致电机突然开始剧烈振动，产生明显的噪音。这就是形成共振的过程。

艾斯湃纳的一名销售人员和一名电机开发工程师实地走访了B公司。他们的建议是利用"微步进"技术有可能解决步进电机共振问题，这是一项涉及电机、编码器和驱动程序的技术。微步进是指缩短电机步进间隔时间，从而抑制共振。

每台电机的间隔时间都略有不同，因此电机的共振也各不相同。艾斯湃纳的建议是通过调整电机和驱动器参数来解决共振问题。这涉及到使用编码器来感测步进电机的特性，然后由驱动器根据这些特性计算出最佳的电机控制参数。

艾斯湃纳的客户通过如下措辞表达了他们的感受："步进电机的使用不仅降低了振动和噪音，同时也解决了成本问题。"

在反复检查了电机规格和泵件性能之后，B公司负责选择电机的人员选择了艾斯湃纳步进电机。分析仪在样机制造阶段进行了多次设计变更，在这个过程中，艾斯湃纳不断地提供自己掌握的信息和想法。最终结果是将振动降低到以往使用泵电机时的振动的三分之一左右。

在B公司的一次内部样机演示中，该公司的一名员工这样描述该电机的表现有多么好："我们一直认为步进电机容易产生共振和噪音，但实际上却是如此安静!"

因为是利用软件控制克服振动而不是利用物理组件，所以成本比无刷直流电机与齿轮组合低50%以上。B公司报告说，他们以低于预算的单位价格成功地开发了新型液体分析仪。

B公司的销售人员也报告说，分析仪上市之后就订单不断。正如最初联系我们的那位人士所说："找一个像艾斯湃纳这样的专业公司帮助我们解决问题，这证明是至关重要的一步。"