一、步進電機怎么選型

步進電(dian)機(ji)選型(xing)需要科(ke)學計算選擇合適的(de)電(dian)機(ji)。除了注意(yi)法(fa)蘭尺寸、相數(shu)、電(dian)機(ji)長(chang)度、軸長(chang)、引出(chu)線(xian)數(shu)外，還要計算扭矩、電(dian)流等，確定配套的(de)驅動(dong)器。

1、步進電機轉矩的選擇

步進電機的(de)保持轉矩(ju)類(lei)似于傳(chuan)統電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)的(de)“功率”。當然，也(ye)有本質區(qu)別。步進電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)的(de)物理結構(gou)與交直流電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)完(wan)全不同，電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)的(de)輸出功率是可(ke)變的(de)。通常，根據需要的(de)扭(niu)矩(ju)（即被驅動(dong)物體的(de)扭(niu)矩(ju)）來選(xuan)(xuan)擇(ze)哪種(zhong)類(lei)型的(de)電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)。例如(ru)(ru)扭(niu)矩(ju)為0.6NM以下，選(xuan)(xuan)擇(ze)28、35、42（電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)的(de)本體直徑或方形(xing)度，單位：mm；如(ru)(ru)果(guo)扭(niu)矩(ju)大(da)于0.6nm，選(xuan)(xuan)擇(ze)57電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)比較(jiao)合適。如(ru)(ru)果(guo)扭(niu)矩(ju)為幾牛米以上，選(xuan)(xuan)用(yong)86、110等規格的(de)步進電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)。

2、步進電機相數選擇

很多客戶(hu)很少注(zhu)意步進電機(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)數的(de)選擇，大(da)多是隨便買的(de)。事實(shi)上(shang)，不同相(xiang)(xiang)(xiang)數的(de)電機(ji)工(gong)作效果是不同的(de)。相(xiang)(xiang)(xiang)數越多（常(chang)用的(de)有二相(xiang)(xiang)(xiang)、三(san)相(xiang)(xiang)(xiang)和五相(xiang)(xiang)(xiang)），步距角可以越小，運行時的(de)振動也比(bi)較(jiao)小。在(zai)大(da)多數情況(kuang)下，經(jing)常(chang)使用兩相(xiang)(xiang)(xiang)電機(ji)。在(zai)高速(su)大(da)扭(niu)矩的(de)工(gong)作環境中，選擇三(san)相(xiang)(xiang)(xiang)步進電機(ji)。

3、步進電機轉速的選擇

還應(ying)特別(bie)考(kao)慮電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)的(de)(de)速(su)(su)(su)(su)度。因為(wei)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)的(de)(de)輸(shu)出扭矩與轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su)(su)(su)成(cheng)反比。也(ye)就是說(shuo)，在低(di)(di)速(su)(su)(su)(su)時（每分鐘(zhong)幾(ji)百(bai)轉(zhuan)(zhuan)以下，它(ta)的(de)(de)輸(shu)出扭矩很大），而在高速(su)(su)(su)(su)時（1000轉(zhuan)(zhuan)--9000轉(zhuan)(zhuan)），扭矩很小。當(dang)然，有些工況需要高速(su)(su)(su)(su)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)，所以需要測量步進電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)的(de)(de)線圈(quan)電(dian)(dian)(dian)(dian)阻、電(dian)(dian)(dian)(dian)感(gan)等指標。選擇電(dian)(dian)(dian)(dian)感(gan)較小的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)作為(wei)高速(su)(su)(su)(su)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)可以獲得較大的(de)(de)輸(shu)出轉(zhuan)(zhuan)矩。反之，當(dang)要求低(di)(di)速(su)(su)(su)(su)大扭矩時，最好選擇十幾(ji)或(huo)幾(ji)十MH的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)感(gan)，大一點的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)阻。

4、步進電機空載啟動頻率的選擇

步(bu)進電(dian)(dian)機的(de)(de)空載(zai)啟(qi)動(dong)頻率(lv)通常(chang)稱為“空載(zai)啟(qi)動(dong)頻率(lv)”。這(zhe)是(shi)選(xuan)擇(ze)電(dian)(dian)機的(de)(de)一個(ge)比(bi)較(jiao)重要(yao)(yao)的(de)(de)指標。如(ru)果(guo)要(yao)(yao)求瞬間頻繁啟(qi)停(ting)，且轉(zhuan)速(su)在1000轉(zhuan)左右（或(huo)更(geng)高），通常(chang)需要(yao)(yao)“加速(su)啟(qi)動(dong)”。如(ru)果(guo)需要(yao)(yao)直接(jie)啟(qi)動(dong)實現高速(su)運行，最好選(xuan)擇(ze)無功(gong)或(huo)永磁電(dian)(dian)機。這(zhe)些電(dian)(dian)機的(de)(de)“怠速(su)頻率(lv)”相對較(jiao)高。

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二、步進電機選型計算方法

在選擇步進電機時(shi)如何選(xuan)型計算方法，具體如下(xia)。

1、電機最大速度選擇

步進電機最大速度范圍(wei)為600-1000rpm。機械傳動(dong)系統(tong)要根據此參數進行設計。

2、電機步距角選擇

機械傳動比確定(ding)后，可(ke)根據控制系統(tong)的定(ding)位精度選擇步(bu)進電機的步(bu)距角及驅動器的細分(fen)等級(ji)，一般(ban)選電機的一個步(bu)距角對應于系統(tong)的定(ding)位精度的1/2或更小。注意：當細分(fen)等級(ji)大于1/4后，步(bu)距角的精度不能保證(zheng)。

3、電機力矩選擇

轉動慣量計算

在(zai)旋轉(zhuan)(zhuan)運動(dong)中(zhong)，物體(ti)的(de)轉(zhuan)(zhuan)動(dong)慣(guan)量J對應于直線運動(dong)中(zhong)的(de)物體(ti)質量。要計算(suan)系統在(zai)加(jia)速過程中(zhong)的(de)動(dong)態載荷，就(jiu)必須計算(suan)物體(ti)的(de)轉(zhuan)(zhuan)動(dong)慣(guan)量J和(he)角加(jia)速度w，然(ran)后得出(chu)慣(guan)性力矩T=J*w。

物體(ti)(ti)的轉(zhuan)動慣量(liang)為(wei)(wei)：J=∫r2pdV，式中dV為(wei)(wei)體(ti)(ti)積元，p為(wei)(wei)物體(ti)(ti)密度，r為(wei)(wei)體(ti)(ti)積元與轉(zhuan)軸的距離(li)。單位(wei)：Kgm2。以圓(yuan)柱體(ti)(ti)為(wei)(wei)例：

J=W/8（D/103）2=πp/32（L/103）（D/103）^4，式(shi)中：L（長度/mm）D（直徑/mm）

將負載質量換算成電機(ji)(ji)輸出(chu)軸上的(de)轉動(dong)慣量，常(chang)見傳動(dong)機(ji)(ji)構與公式如下：

1）滾珠絲杠

J=W（1/2π*BP/103）2*GL2

W：可動部分總(zong)質量(liang)（Kg）

BP：絲杠螺距（mm）

GL：減速比

2）齒(chi)條和小齒(chi)輪、傳送帶、鏈條傳動

J=W（1/2*D/103）2*GL2

W：可動部(bu)分總質量（Kg）

D：小齒輪直(zhi)徑(jing)（mm）

鏈(lian)輪直徑（mm）

GL：減速比

3）旋轉(zhuan)體、轉(zhuan)盤驅動

J=（J1+W（L/103）2）*GL2

J1：轉(zhuan)盤的慣性矩

W：轉盤上物體的質(zhi)量（Kg）

L：物體與旋轉(zhuan)軸的距(ju)離（mm）

GL：減速比

4、加速度計算

控制系統要定位準確，物體運(yun)動必須有加減速過程。

已知加(jia)速度(du)(du)時間△t、最大速度(du)(du)Vmax，很容易算出(chu)電機的角加(jia)速度(du)(du)：w=Vmax/△t（rad/s2）

5、電機力矩計算

T=（J*w+TL）/n，其中：TL為(wei)(wei)系統外(wai)力折(zhe)算到電(dian)機上的力矩；n為(wei)(wei)傳動系統的效(xiao)率。

根據計(ji)算出的(de)力(li)矩T再加上一(yi)定(ding)的(de)安全系數，即可(ke)選出電(dian)機的(de)型(xing)號。