一、步進電機怎么選型

步進電(dian)(dian)機選型需要科學計算選擇合適的電(dian)(dian)機。除了注意法蘭尺寸、相數、電(dian)(dian)機長(chang)度、軸長(chang)、引出線數外，還要計算扭矩、電(dian)(dian)流等，確定配套的驅動器。

1、步進電機轉矩的選擇

步進電機的(de)(de)保持轉矩(ju)類(lei)似于傳統(tong)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)的(de)(de)“功率”。當然，也有本(ben)質區別。步(bu)進電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)的(de)(de)物(wu)理結(jie)構與(yu)交直(zhi)流電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)完全不同，電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)的(de)(de)輸(shu)出功率是可變(bian)的(de)(de)。通(tong)常，根據(ju)需要的(de)(de)扭(niu)矩(ju)（即被驅(qu)動物(wu)體的(de)(de)扭(niu)矩(ju)）來選(xuan)擇哪種類(lei)型的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)。例如(ru)扭(niu)矩(ju)為0.6NM以(yi)下(xia)，選(xuan)擇28、35、42（電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)的(de)(de)本(ben)體直(zhi)徑或方形度，單位(wei)：mm；如(ru)果(guo)扭(niu)矩(ju)大于0.6nm，選(xuan)擇57電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)比較合(he)適(shi)。如(ru)果(guo)扭(niu)矩(ju)為幾(ji)牛米以(yi)上(shang)，選(xuan)用86、110等(deng)規格的(de)(de)步(bu)進電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)。

2、步進電機相數選擇

很多客(ke)戶很少注意步(bu)進電(dian)機(ji)相數的(de)(de)(de)選(xuan)擇，大(da)多是隨便買的(de)(de)(de)。事實上，不同相數的(de)(de)(de)電(dian)機(ji)工作(zuo)效果是不同的(de)(de)(de)。相數越多（常用的(de)(de)(de)有(you)二相、三(san)相和(he)五相），步(bu)距角可以(yi)越小，運行時的(de)(de)(de)振動也比(bi)較(jiao)小。在大(da)多數情況下(xia)，經常使用兩相電(dian)機(ji)。在高(gao)速大(da)扭(niu)矩的(de)(de)(de)工作(zuo)環境中(zhong)，選(xuan)擇三(san)相步(bu)進電(dian)機(ji)。

3、步進電機轉速的選擇

還應特(te)別考慮電(dian)(dian)(dian)機的(de)速(su)度。因為(wei)電(dian)(dian)(dian)機的(de)輸(shu)出扭(niu)矩與(yu)轉(zhuan)(zhuan)速(su)成反比。也就是(shi)說，在低速(su)時(shi)（每分(fen)鐘幾(ji)(ji)百轉(zhuan)(zhuan)以下，它的(de)輸(shu)出扭(niu)矩很大），而在高速(su)時(shi)（1000轉(zhuan)(zhuan)--9000轉(zhuan)(zhuan)），扭(niu)矩很小。當然，有些工況需(xu)要高速(su)電(dian)(dian)(dian)機，所(suo)以需(xu)要測(ce)量步進電(dian)(dian)(dian)機的(de)線圈(quan)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)、電(dian)(dian)(dian)感等指標(biao)。選擇電(dian)(dian)(dian)感較(jiao)小的(de)電(dian)(dian)(dian)機作為(wei)高速(su)電(dian)(dian)(dian)機可以獲得較(jiao)大的(de)輸(shu)出轉(zhuan)(zhuan)矩。反之，當要求低速(su)大扭(niu)矩時(shi)，最好選擇十幾(ji)(ji)或幾(ji)(ji)十MH的(de)電(dian)(dian)(dian)感，大一點(dian)的(de)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)。

4、步進電機空載啟動頻率的選擇

步進電(dian)(dian)機(ji)的(de)空載(zai)啟(qi)動頻(pin)率通(tong)常(chang)稱為“空載(zai)啟(qi)動頻(pin)率”。這是選(xuan)擇(ze)電(dian)(dian)機(ji)的(de)一個比(bi)較(jiao)重要(yao)的(de)指(zhi)標(biao)。如果(guo)(guo)要(yao)求(qiu)瞬間頻(pin)繁(fan)啟(qi)停，且轉(zhuan)(zhuan)速在1000轉(zhuan)(zhuan)左右（或(huo)更高），通(tong)常(chang)需(xu)要(yao)“加速啟(qi)動”。如果(guo)(guo)需(xu)要(yao)直接啟(qi)動實現高速運行，最好選(xuan)擇(ze)無功(gong)或(huo)永磁電(dian)(dian)機(ji)。這些電(dian)(dian)機(ji)的(de)“怠速頻(pin)率”相(xiang)對(dui)較(jiao)高。

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二、步進電機選型計算方法

在選擇步進電機時如何選型計算方法(fa)，具體如下。

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(tong)要根(gen)據(ju)此參數進(jin)行設計(ji)。

2、電機步距角選擇

機械傳(chuan)動比確(que)定后(hou)，可根據控制系統的(de)定位(wei)精度(du)選(xuan)擇步(bu)進(jin)電(dian)機的(de)步(bu)距(ju)角及驅動器的(de)細(xi)分(fen)等(deng)級，一般選(xuan)電(dian)機的(de)一個步(bu)距(ju)角對應(ying)于(yu)系統的(de)定位(wei)精度(du)的(de)1/2或更小。注意：當細(xi)分(fen)等(deng)級大于(yu)1/4后(hou)，步(bu)距(ju)角的(de)精度(du)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(dong)中(zhong)(zhong)，物(wu)體的(de)轉(zhuan)動(dong)慣(guan)量(liang)J對應于(yu)直(zhi)線運動(dong)中(zhong)(zhong)的(de)物(wu)體質量(liang)。要計算系統在(zai)加(jia)(jia)速(su)過程中(zhong)(zhong)的(de)動(dong)態(tai)載荷，就(jiu)必須(xu)計算物(wu)體的(de)轉(zhuan)動(dong)慣(guan)量(liang)J和角加(jia)(jia)速(su)度(du)w，然后得(de)出慣(guan)性(xing)力矩T=J*w。

物體(ti)的轉(zhuan)動(dong)慣量為(wei)：J=∫r2pdV，式(shi)中dV為(wei)體(ti)積(ji)元(yuan)，p為(wei)物體(ti)密度(du)，r為(wei)體(ti)積(ji)元(yuan)與轉(zhuan)軸的距離。單(dan)位(wei)：Kgm2。以圓柱體(ti)為(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(zai)質量換算成(cheng)電(dian)機(ji)輸出軸上的轉動慣量，常見傳動機(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)分總(zong)質量(liang)（Kg）

BP：絲杠螺距（mm）

GL：減速比

2）齒(chi)條(tiao)和小(xiao)齒(chi)輪、傳送(song)帶(dai)、鏈條(tiao)傳動

J=W（1/2*D/103）2*GL2

W：可動部分(fen)總質量（Kg）

D：小齒輪直徑（mm）

鏈輪(lun)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：轉盤的慣性矩

W：轉盤(pan)上物(wu)體的質量（Kg）

L：物(wu)體(ti)與旋轉軸的距離(li)（mm）

GL：減速比

4、加速度計算

控制系(xi)統(tong)要定位準(zhun)確，物體運動(dong)必須有加減速過程。

已知加速(su)度時間(jian)△t、最大速(su)度Vmax，很容易算(suan)出電(dian)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(zhong)：TL為系統(tong)外(wai)力折(zhe)算(suan)到電機上的(de)力矩；n為傳動系統(tong)的(de)效率。

根據計算(suan)出(chu)(chu)的力矩(ju)T再加上(shang)一定的安(an)全系數，即可選出(chu)(chu)電機的型號(hao)。