步進(jìn)電機(jī)選型的步驟及步進(jìn)電機(jī)選型方法

步進(jìn)電機(jī)選型的步驟及如何選擇步進(jìn)電機(jī)

在選擇步進(jìn)電機(jī)時(shí)可以按以下步驟進(jìn)行選擇，這樣可以避免選型不當(dāng)帶來(lái)的麻煩。具體如下，僅供參考。


1、?步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)矩的選擇

步進(jìn)電機(jī)的保持轉(zhuǎn)矩，近似于傳統(tǒng)電機(jī)所稱的“功率”。當(dāng)然，有著本質(zhì)的區(qū)別。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的物理結(jié)構(gòu)，完全不同于交流、直流電機(jī)，電機(jī)的輸出功率是可變的。通常根據(jù)需要的轉(zhuǎn)矩大小（即所要帶動(dòng)物體的扭力大小），來(lái)選擇哪種型號(hào)的電機(jī)。大致說(shuō)來(lái)，扭力在0.8N.m以下，選擇20、28、35、39、42（電機(jī)的機(jī)身直徑或方度，單位：mm）;扭力在1N.m左右的，選擇57電機(jī)較為合適。扭力在幾個(gè)N.m或更大的情況下，就要選擇86、110、130等規(guī)格的步進(jìn)電機(jī)。

2、?步過(guò)電機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇

對(duì)于電機(jī)的轉(zhuǎn)速也要特別考慮。因?yàn)椋姍C(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，與轉(zhuǎn)速成反比。就是說(shuō)，步進(jìn)電機(jī)在低速（每分鐘幾百轉(zhuǎn)或更低轉(zhuǎn)速，其輸出轉(zhuǎn)矩較大），在高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的轉(zhuǎn)矩（1000轉(zhuǎn)/分--9000轉(zhuǎn)）就很小了。當(dāng)然，有些工況環(huán)境需要高速電機(jī)，就要對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的線圈電阻、電感等指標(biāo)進(jìn)行衡量。選擇電感稍小一些的電機(jī)，作為高速電機(jī)，能夠獲得較大輸出轉(zhuǎn)矩。反之，要求低速大力矩的情況下，就要選擇電感在十幾或幾十mH，電阻也要大一些為好。

3、?步進(jìn)電機(jī)空載起動(dòng)頻率的選擇

步進(jìn)電機(jī)空載起動(dòng)頻率，通常稱為“空起頻率”。這是選購(gòu)電機(jī)比較重要的一項(xiàng)指標(biāo)。如果要求在瞬間頻繁啟動(dòng)、停止，并且，轉(zhuǎn)速在1000轉(zhuǎn)/分鐘左右（或更高），通常需要“加速啟動(dòng)”。如果需要直接啟動(dòng)達(dá)到高速運(yùn)轉(zhuǎn)，zh選擇反應(yīng)式或永磁電機(jī)。這些電機(jī)的“空起頻率”都比較高。

4、?步進(jìn)電機(jī)的相數(shù)選擇

步進(jìn)電機(jī)的相數(shù)選擇，這項(xiàng)內(nèi)容，很多客戶幾乎沒(méi)有什么重視，大多是隨便購(gòu)買(mǎi)。其實(shí)，不同相數(shù)的電機(jī)，工作效果是不同的。相數(shù)越多，步距角就能夠做的比較小，工作時(shí)的振動(dòng)就相對(duì)小一些。大多數(shù)場(chǎng)合，使用兩相電機(jī)比較多。在高速大力矩的工作環(huán)境，選擇三相步進(jìn)電機(jī)是比較實(shí)用的。

5、?針對(duì)步進(jìn)電機(jī)使用環(huán)境來(lái)選擇

特種步進(jìn)電機(jī)能夠防水、防油，用于某些特殊場(chǎng)合。例如水下機(jī)器人，就需要放水電機(jī)。對(duì)于特種用途的電機(jī)，就要針對(duì)性選擇了。

6、?根據(jù)您的實(shí)際情況可否需要特殊規(guī)格

特殊規(guī)格的步進(jìn)電機(jī)，請(qǐng)和我們溝通，在技術(shù)允許的范圍內(nèi)，加工訂貨。例如，出軸的直徑、長(zhǎng)短、伸出方向等。

7、?如有必要與廠家的技術(shù)工程師進(jìn)一步溝通與確認(rèn)型號(hào)

如有必要與廠家的技術(shù)工程師進(jìn)一步溝通，以便于確認(rèn)你要選擇的步進(jìn)機(jī)電能否滿足你所要求各方面的指標(biāo)。

步進(jìn)電機(jī)選型方法

機(jī)選型計(jì)算方法：

一）電機(jī)max速度選擇：

步進(jìn)電機(jī)max速度范圍為600-1000rpm。機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)要根據(jù)此參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

二）電機(jī)步距角選擇：

機(jī)械傳動(dòng)比確定后，可根據(jù)控制系統(tǒng)的定位精度選擇步進(jìn)電機(jī)的步距角及驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分等級(jí)，一般選電機(jī)的一個(gè)步距角對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)的定位精度的1/2或更小。注意：當(dāng)細(xì)分等級(jí)大于1/4后，步距角的精度不能保證。

 

三）電機(jī)力矩選擇：

轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算

在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中，物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J對(duì)應(yīng)于直線運(yùn)動(dòng)中的物體質(zhì)量。要計(jì)算系統(tǒng)在加速過(guò)程中的動(dòng)態(tài)載荷，就必須計(jì)算物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J和角加速度w，然后得出慣性力矩T=J*w。

物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：J=∫r2pdV，式中dV為體積元，p為物體密度，r為體積元與轉(zhuǎn)軸的距離。單位：Kgm2。以圓柱體為例：

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

將負(fù)載質(zhì)量換算成電機(jī)輸出軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，常見(jiàn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與公式如下：

1）滾珠絲杠

J=W（1/2π*BP/103）2*GL2

W：可動(dòng)部分總質(zhì)量（Kg）

BP：絲杠螺距（mm）

GL：減速比

2）齒條和小齒輪、傳送帶、鏈條傳動(dòng)

J=W（1/2*D/103）2*GL2

W：可動(dòng)部分總質(zhì)量（Kg）

D：小齒輪直徑（mm）

鏈輪直徑（mm）

GL：減速比

3）旋轉(zhuǎn)體、轉(zhuǎn)盤(pán)驅(qū)動(dòng)

J=（J1+W（L/103）2）*GL2

J1：轉(zhuǎn)盤(pán)的慣性矩

W：轉(zhuǎn)盤(pán)上物體的質(zhì)量（Kg）

L：物體與旋轉(zhuǎn)軸的距離（mm）

GL：減速比

加速度計(jì)算

控制系統(tǒng)要定位準(zhǔn)確，物體運(yùn)動(dòng)必須有加減速過(guò)程，如下圖所示。

已知加速度時(shí)間△t、max速度Vmax，很容易算出電機(jī)的角加速度：w=Vmax/△t（rad/s2）

電機(jī)力矩計(jì)算

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

根據(jù)計(jì)算出的力矩T再加上一定的安全系數(shù)，即可選出電機(jī)的型號(hào)。（素材來(lái)自網(wǎng)絡(luò)，僅做知識(shí)科普用，侵權(quán)即刪）

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