一、步進電機怎么選型

步進電(dian)機選型需要科(ke)學(xue)計算選擇(ze)合適的電(dian)機。除了注意法蘭(lan)尺寸、相數(shu)、電(dian)機長(chang)度、軸長(chang)、引出線數(shu)外(wai)，還要計算扭矩、電(dian)流等，確(que)定(ding)配(pei)套(tao)的驅動器(qi)。

1、步進電機轉矩的選擇

步進電機的(de)(de)(de)保(bao)持轉(zhuan)矩(ju)(ju)(ju)(ju)類似于(yu)傳(chuan)統電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)“功率”。當然，也有(you)本(ben)質(zhi)區(qu)別。步進(jin)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)物(wu)理結構與交直流電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)完(wan)全不同，電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)輸出功率是(shi)可變(bian)的(de)(de)(de)。通常，根據需(xu)要的(de)(de)(de)扭(niu)矩(ju)(ju)(ju)(ju)（即被驅動(dong)物(wu)體的(de)(de)(de)扭(niu)矩(ju)(ju)(ju)(ju)）來選(xuan)擇哪種類型的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)。例如扭(niu)矩(ju)(ju)(ju)(ju)為0.6NM以(yi)下(xia)，選(xuan)擇28、35、42（電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)本(ben)體直徑或方形度，單位：mm；如果扭(niu)矩(ju)(ju)(ju)(ju)大于(yu)0.6nm，選(xuan)擇57電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)比較合(he)適。如果扭(niu)矩(ju)(ju)(ju)(ju)為幾牛米以(yi)上，選(xuan)用86、110等規格(ge)的(de)(de)(de)步進(jin)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)。

2、步進電機相數選擇

很(hen)(hen)多(duo)(duo)客戶很(hen)(hen)少注意步(bu)進(jin)電機(ji)(ji)相(xiang)數(shu)的(de)選擇，大(da)(da)多(duo)(duo)是隨(sui)便買(mai)的(de)。事(shi)實上，不同相(xiang)數(shu)的(de)電機(ji)(ji)工(gong)作(zuo)效果(guo)是不同的(de)。相(xiang)數(shu)越多(duo)(duo)（常(chang)用的(de)有二(er)相(xiang)、三相(xiang)和(he)五相(xiang)），步(bu)距角可以越小，運行(xing)時的(de)振(zhen)動也比較小。在(zai)大(da)(da)多(duo)(duo)數(shu)情況下，經常(chang)使用兩(liang)相(xiang)電機(ji)(ji)。在(zai)高(gao)速大(da)(da)扭矩的(de)工(gong)作(zuo)環境中，選擇三相(xiang)步(bu)進(jin)電機(ji)(ji)。

3、步進電機轉速的選擇

還(huan)應特別考慮電(dian)(dian)機(ji)的(de)(de)速(su)度。因為電(dian)(dian)機(ji)的(de)(de)輸出扭(niu)(niu)矩(ju)與(yu)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)速(su)成反比。也就(jiu)是說(shuo)，在(zai)低速(su)時(shi)(shi)（每分鐘(zhong)幾(ji)百轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)以下，它的(de)(de)輸出扭(niu)(niu)矩(ju)很(hen)大(da)），而在(zai)高速(su)時(shi)(shi)（1000轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)--9000轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)），扭(niu)(niu)矩(ju)很(hen)小(xiao)。當然，有些工(gong)況需要高速(su)電(dian)(dian)機(ji)，所以需要測量步進(jin)電(dian)(dian)機(ji)的(de)(de)線(xian)圈電(dian)(dian)阻(zu)、電(dian)(dian)感(gan)等指標(biao)。選擇電(dian)(dian)感(gan)較(jiao)小(xiao)的(de)(de)電(dian)(dian)機(ji)作為高速(su)電(dian)(dian)機(ji)可以獲得較(jiao)大(da)的(de)(de)輸出轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)矩(ju)。反之，當要求低速(su)大(da)扭(niu)(niu)矩(ju)時(shi)(shi)，最好(hao)選擇十幾(ji)或(huo)幾(ji)十MH的(de)(de)電(dian)(dian)感(gan)，大(da)一(yi)點的(de)(de)電(dian)(dian)阻(zu)。

4、步進電機空載啟動頻率的選擇

步進電機的空(kong)載(zai)啟(qi)動頻(pin)率(lv)通常稱為“空(kong)載(zai)啟(qi)動頻(pin)率(lv)”。這是選擇電機的一個比較重要(yao)(yao)的指(zhi)標。如果要(yao)(yao)求(qiu)瞬間頻(pin)繁(fan)啟(qi)停(ting)，且轉(zhuan)速(su)在1000轉(zhuan)左右（或更(geng)高），通常需要(yao)(yao)“加速(su)啟(qi)動”。如果需要(yao)(yao)直(zhi)接(jie)啟(qi)動實現高速(su)運行，最(zui)好(hao)選擇無功或永(yong)磁電機。這些電機的“怠(dai)速(su)頻(pin)率(lv)”相(xiang)對較高。

該圖片由注冊用戶"天空之城"提供，版權聲明反饋

二、步進電機選型計算方法

在選擇步進電機時如何選型(xing)計(ji)算方法，具體如下。

1、電機最大速度選擇

步(bu)進電機最大(da)速度范圍為600-1000rpm。機械傳動系(xi)統要根據此參數進行設計。

2、電機步距角選擇

機械傳動比(bi)確定后，可根據(ju)控制系統的(de)(de)定位(wei)精(jing)度選擇(ze)步(bu)(bu)進電機的(de)(de)步(bu)(bu)距(ju)角及(ji)驅動器的(de)(de)細分等級(ji)，一般選電機的(de)(de)一個步(bu)(bu)距(ju)角對應(ying)于系統的(de)(de)定位(wei)精(jing)度的(de)(de)1/2或更小(xiao)。注意(yi)：當細分等級(ji)大(da)于1/4后，步(bu)(bu)距(ju)角的(de)(de)精(jing)度不(bu)能保(bao)證。

3、電機力矩選擇

轉動慣量計算

在旋轉運動(dong)中，物體的(de)(de)轉動(dong)慣量J對應于直線(xian)運動(dong)中的(de)(de)物體質量。要計算系統在加速過程中的(de)(de)動(dong)態載荷(he)，就必(bi)須計算物體的(de)(de)轉動(dong)慣量J和角加速度w，然后得出慣性力矩T=J*w。

物(wu)體(ti)(ti)的轉動慣量為(wei)：J=∫r2pdV，式(shi)中dV為(wei)體(ti)(ti)積(ji)元(yuan)，p為(wei)物(wu)體(ti)(ti)密度，r為(wei)體(ti)(ti)積(ji)元(yuan)與轉軸(zhou)的距離。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：L（長度(du)/mm）D（直徑/mm）

將負載(zai)質量換算成電機輸出軸上的轉動慣量，常見(jian)傳動機構與公式如(ru)下(xia)：

1）滾珠絲杠

J=W（1/2π*BP/103）2*GL2

W：可動部分總質(zhi)量（Kg）

BP：絲杠(gang)螺距(ju)（mm）

GL：減速比

2）齒條(tiao)和小齒輪、傳(chuan)送(song)帶、鏈條(tiao)傳(chuan)動

J=W（1/2*D/103）2*GL2

W：可動部(bu)分總質量（Kg）

D：小齒輪直徑（mm）

鏈(lian)輪直(zhi)徑（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(liang)（Kg）

L：物(wu)體(ti)與旋轉軸的距離（mm）

GL：減速比

4、加速度計算

控制系統要定位準確，物體(ti)運動必(bi)須有加(jia)減速(su)過程。

已知加速度(du)時(shi)間△t、最大速度(du)Vmax，很容易算出電機(ji)的角加速度(du)：w=Vmax/△t（rad/s2）

5、電機力矩計算

T=（J*w+TL）/n，其中：TL為系統(tong)外力折算到電機(ji)上的力矩；n為傳動系統(tong)的效率。

根據計算出的(de)(de)力矩T再加上一定(ding)的(de)(de)安(an)全系數，即(ji)可(ke)選(xuan)出電機的(de)(de)型號。