一、步進電機怎么選型

步(bu)進電(dian)機(ji)選型需要科學計算選擇合適的電(dian)機(ji)。除了注意法(fa)蘭尺寸、相(xiang)數、電(dian)機(ji)長(chang)度、軸長(chang)、引出線(xian)數外，還(huan)要計算扭(niu)矩(ju)、電(dian)流等，確定(ding)配(pei)套的驅動器。

1、步進電機轉矩的選擇

步進電機的(de)(de)(de)保持轉矩(ju)類似于(yu)傳統(tong)電(dian)機(ji)的(de)(de)(de)“功率”。當然(ran)，也有本(ben)質區(qu)別。步(bu)進電(dian)機(ji)的(de)(de)(de)物(wu)(wu)理(li)結構與交直流電(dian)機(ji)完全不同，電(dian)機(ji)的(de)(de)(de)輸出功率是可變的(de)(de)(de)。通常(chang)，根據需要的(de)(de)(de)扭(niu)(niu)(niu)矩(ju)（即(ji)被驅動(dong)物(wu)(wu)體的(de)(de)(de)扭(niu)(niu)(niu)矩(ju)）來(lai)選(xuan)(xuan)擇(ze)哪種類型的(de)(de)(de)電(dian)機(ji)。例如扭(niu)(niu)(niu)矩(ju)為(wei)0.6NM以下，選(xuan)(xuan)擇(ze)28、35、42（電(dian)機(ji)的(de)(de)(de)本(ben)體直徑或(huo)方形度，單位：mm；如果扭(niu)(niu)(niu)矩(ju)大于(yu)0.6nm，選(xuan)(xuan)擇(ze)57電(dian)機(ji)比較(jiao)合適。如果扭(niu)(niu)(niu)矩(ju)為(wei)幾牛米(mi)以上，選(xuan)(xuan)用86、110等規(gui)格的(de)(de)(de)步(bu)進電(dian)機(ji)。

2、步進電機相數選擇

很多(duo)(duo)客戶很少注意(yi)步進(jin)電機(ji)相(xiang)(xiang)數(shu)(shu)的(de)(de)選擇(ze)，大(da)多(duo)(duo)是(shi)(shi)隨便買(mai)的(de)(de)。事實(shi)上，不同(tong)相(xiang)(xiang)數(shu)(shu)的(de)(de)電機(ji)工(gong)作(zuo)效果是(shi)(shi)不同(tong)的(de)(de)。相(xiang)(xiang)數(shu)(shu)越多(duo)(duo)（常用的(de)(de)有二相(xiang)(xiang)、三相(xiang)(xiang)和五(wu)相(xiang)(xiang)），步距角可以越小(xiao)，運(yun)行時的(de)(de)振動也比較(jiao)小(xiao)。在(zai)大(da)多(duo)(duo)數(shu)(shu)情況下，經(jing)常使用兩相(xiang)(xiang)電機(ji)。在(zai)高(gao)速大(da)扭矩的(de)(de)工(gong)作(zuo)環境中，選擇(ze)三相(xiang)(xiang)步進(jin)電機(ji)。

3、步進電機轉速的選擇

還應特別考慮電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)的(de)速(su)(su)度。因為電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)的(de)輸(shu)出扭矩與轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)速(su)(su)成反(fan)比。也就(jiu)是說(shuo)，在(zai)低速(su)(su)時（每分(fen)鐘(zhong)幾百轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)以下，它的(de)輸(shu)出扭矩很大(da)(da)），而在(zai)高(gao)(gao)速(su)(su)時（1000轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)--9000轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)），扭矩很小(xiao)。當(dang)然，有(you)些工況需要(yao)高(gao)(gao)速(su)(su)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)，所以需要(yao)測量步進電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)的(de)線圈電(dian)(dian)阻、電(dian)(dian)感(gan)(gan)等(deng)指標。選(xuan)擇電(dian)(dian)感(gan)(gan)較小(xiao)的(de)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)作為高(gao)(gao)速(su)(su)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)可以獲(huo)得(de)較大(da)(da)的(de)輸(shu)出轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)矩。反(fan)之，當(dang)要(yao)求低速(su)(su)大(da)(da)扭矩時，最好選(xuan)擇十幾或幾十MH的(de)電(dian)(dian)感(gan)(gan)，大(da)(da)一點(dian)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)的(de)空載(zai)啟動頻率通常稱為“空載(zai)啟動頻率”。這(zhe)是選擇(ze)電機(ji)的(de)一(yi)個比較重要(yao)的(de)指標。如(ru)果要(yao)求瞬間頻繁啟停，且(qie)轉(zhuan)速(su)在(zai)1000轉(zhuan)左右(you)（或更高），通常需要(yao)“加速(su)啟動”。如(ru)果需要(yao)直接啟動實(shi)現高速(su)運(yun)行(xing)，最好選擇(ze)無功或永(yong)磁電機(ji)。這(zhe)些電機(ji)的(de)“怠速(su)頻率”相對較高。

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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，具體如(ru)下。

1、電機最大速度選擇

步進(jin)電機最大速度范圍為600-1000rpm。機械傳動系(xi)統要根(gen)據(ju)此參數進(jin)行設計。

2、電機步距角選擇

機(ji)械(xie)傳動(dong)比(bi)確(que)定(ding)后，可根據控制系(xi)(xi)統的(de)(de)(de)定(ding)位(wei)精(jing)(jing)度選擇步(bu)進電機(ji)的(de)(de)(de)步(bu)距角(jiao)及驅動(dong)器的(de)(de)(de)細(xi)(xi)分等級，一般(ban)選電機(ji)的(de)(de)(de)一個步(bu)距角(jiao)對應于系(xi)(xi)統的(de)(de)(de)定(ding)位(wei)精(jing)(jing)度的(de)(de)(de)1/2或更小。注(zhu)意(yi)：當細(xi)(xi)分等級大于1/4后，步(bu)距角(jiao)的(de)(de)(de)精(jing)(jing)度不(bu)能(neng)保證。

3、電機力矩選擇

轉動慣量計算

在(zai)旋轉(zhuan)運動中(zhong)，物(wu)體的轉(zhuan)動慣(guan)量(liang)J對(dui)應(ying)于直線運動中(zhong)的物(wu)體質量(liang)。要計(ji)算系統在(zai)加速過程中(zhong)的動態載荷，就必(bi)須計(ji)算物(wu)體的轉(zhuan)動慣(guan)量(liang)J和(he)角加速度w，然(ran)后得出慣(guan)性力(li)矩T=J*w。

物體的轉動(dong)慣量為(wei)(wei)：J=∫r2pdV，式中dV為(wei)(wei)體積(ji)元(yuan)，p為(wei)(wei)物體密度，r為(wei)(wei)體積(ji)元(yuan)與轉軸的距離。單(dan)位：Kgm2。以(yi)圓柱體為(wei)(wei)例：

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

將(jiang)負(fu)載質量換算(suan)成(cheng)電機輸(shu)出軸(zhou)上的轉動慣(guan)量，常見傳動機構與公式如(ru)下：

1）滾珠絲杠

J=W（1/2π*BP/103）2*GL2

W：可動部分總質量(liang)（Kg）

BP：絲(si)杠螺(luo)距(ju)（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：可動部分總質量(liang)（Kg）

D：小齒(chi)輪直(zhi)徑(jing)（mm）

鏈輪直徑（mm）

GL：減速比

3）旋轉體、轉盤驅動(dong)

J=（J1+W（L/103）2）*GL2

J1：轉(zhuan)盤的慣性(xing)矩(ju)

W：轉盤上物體(ti)的質(zhi)量(liang)（Kg）

L：物體與旋(xuan)轉軸的距(ju)離(li)（mm）

GL：減速比

4、加速度計算

控(kong)制系(xi)統要定位準確(que)，物(wu)體運動(dong)必須有(you)加減速過(guo)程。

已知(zhi)加速(su)度時(shi)間△t、最大速(su)度Vmax，很容易算(suan)出電機的(de)角加速(su)度：w=Vmax/△t（rad/s2）

5、電機力矩計算

T=（J*w+TL）/n，其中：TL為系統外(wai)力折算到(dao)電機上的力矩；n為傳動系統的效率。

根據(ju)計(ji)算(suan)出的(de)力矩T再(zai)加上一定(ding)的(de)安全系數，即可選出電機(ji)的(de)型號。