一、步進電機怎么選型

步(bu)進電機(ji)選型需要科(ke)學(xue)計算(suan)選擇合(he)適的(de)(de)電機(ji)。除了注(zhu)意法(fa)蘭尺(chi)寸(cun)、相數(shu)、電機(ji)長(chang)度、軸長(chang)、引出線數(shu)外，還要計算(suan)扭矩、電流(liu)等，確(que)定配套的(de)(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)(ju)類(lei)似(si)于(yu)傳統電(dian)機的(de)“功(gong)(gong)率”。當(dang)然，也有本質區別。步進電(dian)機的(de)物理結構與交直流(liu)電(dian)機完全不(bu)同，電(dian)機的(de)輸出功(gong)(gong)率是可(ke)變的(de)。通常，根據需要的(de)扭(niu)(niu)矩(ju)(ju)（即被驅動(dong)物體的(de)扭(niu)(niu)矩(ju)(ju)）來(lai)選(xuan)(xuan)擇(ze)哪種類(lei)型的(de)電(dian)機。例如(ru)(ru)扭(niu)(niu)矩(ju)(ju)為0.6NM以下，選(xuan)(xuan)擇(ze)28、35、42（電(dian)機的(de)本體直徑(jing)或方形度，單位：mm；如(ru)(ru)果(guo)(guo)扭(niu)(niu)矩(ju)(ju)大于(yu)0.6nm，選(xuan)(xuan)擇(ze)57電(dian)機比較合適。如(ru)(ru)果(guo)(guo)扭(niu)(niu)矩(ju)(ju)為幾牛米以上，選(xuan)(xuan)用86、110等規格(ge)的(de)步進電(dian)機。

2、步進電機相數選擇

很多(duo)客戶很少(shao)注意步(bu)進電(dian)機相(xiang)數(shu)(shu)的(de)選擇(ze)，大(da)多(duo)是(shi)隨便買的(de)。事實上，不同相(xiang)數(shu)(shu)的(de)電(dian)機工作效果是(shi)不同的(de)。相(xiang)數(shu)(shu)越多(duo)（常用的(de)有二相(xiang)、三相(xiang)和五相(xiang)），步(bu)距角(jiao)可以越小，運行(xing)時的(de)振動也比較小。在(zai)大(da)多(duo)數(shu)(shu)情(qing)況下(xia)，經常使用兩相(xiang)電(dian)機。在(zai)高速大(da)扭矩(ju)的(de)工作環境(jing)中，選擇(ze)三相(xiang)步(bu)進電(dian)機。

3、步進電機轉速的選擇

還應特別(bie)考慮電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)的(de)速(su)(su)度。因為(wei)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)的(de)輸(shu)(shu)出扭(niu)(niu)矩(ju)(ju)與轉(zhuan)速(su)(su)成反比。也就是說，在(zai)低(di)速(su)(su)時(shi)（每(mei)分鐘幾(ji)百轉(zhuan)以下，它的(de)輸(shu)(shu)出扭(niu)(niu)矩(ju)(ju)很大(da)），而在(zai)高(gao)速(su)(su)時(shi)（1000轉(zhuan)--9000轉(zhuan)），扭(niu)(niu)矩(ju)(ju)很小。當然，有(you)些(xie)工(gong)況(kuang)需(xu)要高(gao)速(su)(su)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)，所以需(xu)要測量步進電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)的(de)線圈電(dian)(dian)阻、電(dian)(dian)感(gan)等指標(biao)。選(xuan)(xuan)擇電(dian)(dian)感(gan)較(jiao)小的(de)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)作為(wei)高(gao)速(su)(su)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)可以獲得較(jiao)大(da)的(de)輸(shu)(shu)出轉(zhuan)矩(ju)(ju)。反之(zhi)，當要求低(di)速(su)(su)大(da)扭(niu)(niu)矩(ju)(ju)時(shi)，最(zui)好(hao)選(xuan)(xuan)擇十幾(ji)或幾(ji)十MH的(de)電(dian)(dian)感(gan)，大(da)一點的(de)電(dian)(dian)阻。

4、步進電機空載啟動頻率的選擇

步進電機(ji)(ji)的空載啟(qi)(qi)動頻(pin)率通常稱為“空載啟(qi)(qi)動頻(pin)率”。這是選(xuan)擇電機(ji)(ji)的一個比較重要的指標。如(ru)果要求瞬間(jian)頻(pin)繁(fan)啟(qi)(qi)停，且轉速(su)(su)在1000轉左(zuo)右（或更(geng)高(gao)），通常需要“加速(su)(su)啟(qi)(qi)動”。如(ru)果需要直接啟(qi)(qi)動實(shi)現高(gao)速(su)(su)運行(xing)，最(zui)好選(xuan)擇無功或永磁電機(ji)(ji)。這些電機(ji)(ji)的“怠速(su)(su)頻(pin)率”相對較高(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何(he)選型(xing)計算方法，具體如下。

1、電機最大速度選擇

步進電機最(zui)大速(su)度(du)范(fan)圍為600-1000rpm。機械傳動(dong)系(xi)統(tong)要根據此(ci)參數進行設計。

2、電機步距角選擇

機械傳動比確定(ding)(ding)后，可根據控制系統的(de)定(ding)(ding)位精度(du)選擇步進電(dian)機的(de)步距角及驅動器的(de)細(xi)分等級，一(yi)般(ban)選電(dian)機的(de)一(yi)個步距角對(dui)應于系統的(de)定(ding)(ding)位精度(du)的(de)1/2或更小。注意：當(dang)細(xi)分等級大(da)于1/4后，步距角的(de)精度(du)不能保證(zheng)。

3、電機力矩選擇

轉動慣量計算

在旋(xuan)轉(zhuan)運(yun)動(dong)(dong)中，物(wu)(wu)體的轉(zhuan)動(dong)(dong)慣量(liang)(liang)J對應于直線運(yun)動(dong)(dong)中的物(wu)(wu)體質量(liang)(liang)。要計(ji)算系統在加速過程中的動(dong)(dong)態載荷，就必須計(ji)算物(wu)(wu)體的轉(zhuan)動(dong)(dong)慣量(liang)(liang)J和角加速度w，然后(hou)得出慣性力(li)矩T=J*w。

物(wu)體(ti)(ti)的轉動慣(guan)量為(wei)：J=∫r2pdV，式中dV為(wei)體(ti)(ti)積元(yuan)，p為(wei)物(wu)體(ti)(ti)密(mi)度，r為(wei)體(ti)(ti)積元(yuan)與轉軸的距離(li)。單位：Kgm2。以圓柱體(ti)(ti)為(wei)例：

J=W/8（D/103）2=πp/32（L/103）（D/103）^4，式中(zhong)：L（長(chang)度/mm）D（直徑(jing)/mm）

將負載質量換算成電(dian)機輸出軸上的轉動慣量，常見傳(chuan)動機構與公式如下(xia)：

1）滾珠絲杠

J=W（1/2π*BP/103）2*GL2

W：可動部(bu)分總質量（Kg）

BP：絲(si)杠(gang)螺距（mm）

GL：減速比

2）齒條(tiao)和小齒輪、傳送帶、鏈條(tiao)傳動

J=W（1/2*D/103）2*GL2

W：可動部(bu)分(fen)總質量（Kg）

D：小齒輪(lun)直徑（mm）

鏈輪(lun)直徑（mm）

GL：減速比

3）旋轉(zhuan)體、轉(zhuan)盤驅動(dong)

J=（J1+W（L/103）2）*GL2

J1：轉盤的慣性(xing)矩

W：轉盤(pan)上(shang)物體的質量（Kg）

L：物體與旋(xuan)轉軸的距離（mm）

GL：減速比

4、加速度計算

控制系(xi)統要(yao)定位準確(que)，物體運(yun)動必須有加減速(su)過(guo)程。

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

5、電機力矩計算

T=（J*w+TL）/n，其中：TL為系統外力(li)折(zhe)算到電(dian)機(ji)上(shang)的(de)(de)力(li)矩；n為傳動系統的(de)(de)效率。

根據(ju)計算出的力矩T再(zai)加上一定的安(an)全(quan)系數，即可選出電機(ji)的型號。