一、步進電機怎么選型

步進電(dian)(dian)機選(xuan)型需要科學計算(suan)選(xuan)擇合適的電(dian)(dian)機。除了(le)注意法蘭尺寸、相數、電(dian)(dian)機長度(du)、軸長、引出線數外(wai)，還要計算(suan)扭矩、電(dian)(dian)流等，確定配套的驅(qu)動器。

1、步進電機轉矩的選擇

步進電機的(de)(de)保持轉矩(ju)類似于(yu)傳統電(dian)(dian)機的(de)(de)“功(gong)率(lv)”。當然，也有本質(zhi)區別。步進電(dian)(dian)機的(de)(de)物理結構與交直流電(dian)(dian)機完全(quan)不(bu)同，電(dian)(dian)機的(de)(de)輸出功(gong)率(lv)是可變的(de)(de)。通常，根據需要(yao)的(de)(de)扭(niu)(niu)矩(ju)（即被驅動(dong)物體(ti)的(de)(de)扭(niu)(niu)矩(ju)）來選(xuan)擇哪種類型(xing)的(de)(de)電(dian)(dian)機。例如扭(niu)(niu)矩(ju)為0.6NM以下，選(xuan)擇28、35、42（電(dian)(dian)機的(de)(de)本體(ti)直徑或方形度，單位：mm；如果扭(niu)(niu)矩(ju)大(da)于(yu)0.6nm，選(xuan)擇57電(dian)(dian)機比較合適。如果扭(niu)(niu)矩(ju)為幾牛(niu)米以上，選(xuan)用86、110等規格的(de)(de)步進電(dian)(dian)機。

2、步進電機相數選擇

很多客戶很少注意步進(jin)電(dian)機(ji)(ji)相(xiang)(xiang)數(shu)(shu)的(de)(de)選擇，大多是隨便買的(de)(de)。事實上，不(bu)同(tong)相(xiang)(xiang)數(shu)(shu)的(de)(de)電(dian)機(ji)(ji)工(gong)作(zuo)效果是不(bu)同(tong)的(de)(de)。相(xiang)(xiang)數(shu)(shu)越多（常(chang)用(yong)的(de)(de)有二(er)相(xiang)(xiang)、三相(xiang)(xiang)和五(wu)相(xiang)(xiang)），步距角(jiao)可以越小，運行時的(de)(de)振動也比較小。在大多數(shu)(shu)情況下，經常(chang)使(shi)用(yong)兩(liang)相(xiang)(xiang)電(dian)機(ji)(ji)。在高速大扭矩的(de)(de)工(gong)作(zuo)環境中，選擇三相(xiang)(xiang)步進(jin)電(dian)機(ji)(ji)。

3、步進電機轉速的選擇

還應特別考慮電機(ji)的(de)(de)速(su)(su)(su)度。因為電機(ji)的(de)(de)輸(shu)出扭(niu)矩與(yu)轉(zhuan)速(su)(su)(su)成反比。也就是說，在低速(su)(su)(su)時（每分鐘(zhong)幾(ji)百(bai)轉(zhuan)以(yi)(yi)下，它的(de)(de)輸(shu)出扭(niu)矩很大(da)），而在高(gao)(gao)速(su)(su)(su)時（1000轉(zhuan)--9000轉(zhuan)），扭(niu)矩很小。當然，有(you)些工況需要(yao)高(gao)(gao)速(su)(su)(su)電機(ji)，所以(yi)(yi)需要(yao)測量步進電機(ji)的(de)(de)線圈(quan)電阻、電感(gan)等指標。選擇(ze)電感(gan)較小的(de)(de)電機(ji)作為高(gao)(gao)速(su)(su)(su)電機(ji)可以(yi)(yi)獲得較大(da)的(de)(de)輸(shu)出轉(zhuan)矩。反之，當要(yao)求低速(su)(su)(su)大(da)扭(niu)矩時，最好選擇(ze)十(shi)幾(ji)或幾(ji)十(shi)MH的(de)(de)電感(gan)，大(da)一點的(de)(de)電阻。

4、步進電機空載啟動頻率的選擇

步進(jin)電機的(de)空載(zai)啟動(dong)頻(pin)率通(tong)常稱為“空載(zai)啟動(dong)頻(pin)率”。這是選擇電機的(de)一個(ge)比較重要的(de)指標。如果(guo)要求瞬間頻(pin)繁(fan)啟停(ting)，且轉速(su)在1000轉左右(you)（或(huo)更高(gao)(gao)），通(tong)常需(xu)要“加速(su)啟動(dong)”。如果(guo)需(xu)要直接啟動(dong)實(shi)現(xian)高(gao)(gao)速(su)運行，最好選擇無功或(huo)永磁電機。這些(xie)電機的(de)“怠速(su)頻(pin)率”相對較高(gao)(gao)。

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二、步進電機選型計算方法

在選擇步進電機時如(ru)何選型計算方法，具體(ti)如(ru)下(xia)。

1、電機最大速度選擇

步進(jin)電機最(zui)大速度(du)范(fan)圍為600-1000rpm。機械傳動系統要根據此參數(shu)進(jin)行設計。

2、電機步距角選擇

機(ji)械傳動比確定后(hou)，可根據控制系統(tong)(tong)的(de)定位精(jing)度(du)選擇步進電機(ji)的(de)步距(ju)角(jiao)及驅動器的(de)細分等(deng)級，一(yi)般選電機(ji)的(de)一(yi)個步距(ju)角(jiao)對應于系統(tong)(tong)的(de)定位精(jing)度(du)的(de)1/2或更小。注意：當細分等(deng)級大于1/4后(hou)，步距(ju)角(jiao)的(de)精(jing)度(du)不能(neng)保證(zheng)。

3、電機力矩選擇

轉動慣量計算

在旋(xuan)轉(zhuan)運(yun)動(dong)中(zhong)(zhong)，物(wu)體(ti)(ti)的(de)轉(zhuan)動(dong)慣量J對(dui)應(ying)于直線(xian)運(yun)動(dong)中(zhong)(zhong)的(de)物(wu)體(ti)(ti)質量。要計算系統在加(jia)速(su)過程中(zhong)(zhong)的(de)動(dong)態載荷，就必須計算物(wu)體(ti)(ti)的(de)轉(zhuan)動(dong)慣量J和角(jiao)加(jia)速(su)度w，然后得(de)出慣性(xing)力矩T=J*w。

物體(ti)(ti)的轉(zhuan)動(dong)慣量為(wei)(wei)：J=∫r2pdV，式中(zhong)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(yu)轉(zhuan)軸的距離。單(dan)位：Kgm2。以圓柱體(ti)(ti)為(wei)(wei)例：

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

將(jiang)負載質量換算成電(dian)機(ji)(ji)輸出(chu)軸(zhou)上的轉(zhuan)動(dong)慣(guan)量，常見傳動(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(bu)分(fen)總質量（Kg）

BP：絲(si)杠螺(luo)距（mm）

GL：減速比

2）齒條(tiao)(tiao)和小齒輪(lun)、傳(chuan)(chuan)送帶、鏈條(tiao)(tiao)傳(chuan)(chuan)動

J=W（1/2*D/103）2*GL2

W：可動部分(fen)總(zong)質量（Kg）

D：小齒輪直徑（mm）

鏈輪直徑(jing)（mm）

GL：減速比

3）旋(xuan)轉體、轉盤驅動

J=（J1+W（L/103）2）*GL2

J1：轉盤的慣性矩

W：轉盤上物體的質量（Kg）

L：物體與旋轉軸的距離（mm）

GL：減速比

4、加速度計算

控制(zhi)系統要(yao)定位準確(que)，物體運動必須有加(jia)減速過(guo)程。

已知加速(su)度時間△t、最大(da)速(su)度Vmax，很容易(yi)算出(chu)電機(ji)的角(jiao)加速(su)度：w=Vmax/△t（rad/s2）

5、電機力矩計算

T=（J*w+TL）/n，其中：TL為(wei)系(xi)統外力折算(suan)到電機(ji)上的力矩；n為(wei)傳動(dong)系(xi)統的效率。

根(gen)據計算(suan)出的力矩T再加(jia)上一定的安全(quan)系數，即可選出電機的型號(hao)。