步進(jìn)電機(jī)選型方法

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1、步進(jìn)電機(jī)選型方法?。薄⒉竭M(jìn)電機(jī)的選用計(jì)算方法????　　步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。通俗一點(diǎn)講：當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度（及步進(jìn)角）。您可以通過(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)您可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。步進(jìn)電機(jī)是機(jī)電一體化產(chǎn)品中關(guān)鍵部件之一，通常被用作定位控制和定速控制。步進(jìn)電機(jī)慣量低、定位精度高、無(wú)累積誤差、控制簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于機(jī)電一體化產(chǎn)品中，如

2、：數(shù)控機(jī)床、包裝機(jī)械、計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)等。????　　選擇步進(jìn)電機(jī)時(shí)，首先要保證步進(jìn)電機(jī)的輸出功率大于負(fù)載所需的功率。而在選用功率步進(jìn)電機(jī)時(shí)，首先要計(jì)算機(jī)械系統(tǒng)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電機(jī)的矩頻特性能滿足機(jī)械負(fù)載并有一定的余量保證其運(yùn)行可靠。在實(shí)際工作過(guò)程中，各種頻率下的負(fù)載力矩必須在矩頻特性曲線的范圍內(nèi)。一般地說(shuō)最大靜力矩Mjmax大的電機(jī)，負(fù)載力矩大。????　　選擇步進(jìn)電機(jī)時(shí)，應(yīng)使步距角和機(jī)械系統(tǒng)匹配，這樣可以得到機(jī)床所需的脈沖當(dāng)量。在機(jī)械傳動(dòng)過(guò)程中為了使得有更小的脈沖當(dāng)量，一是可以改變

3、絲桿的導(dǎo)程，二是可以通過(guò)步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分驅(qū)動(dòng)來(lái)完成。但細(xì)分只能改變其分辨率，不改變其精度。精度是由電機(jī)的固有特性所決定。????選擇功率步進(jìn)電機(jī)時(shí)，應(yīng)當(dāng)估算機(jī)械負(fù)載的負(fù)載慣量和機(jī)床要求的啟動(dòng)頻率，使之與步進(jìn)電機(jī)的慣性頻率特性相匹配還有一定的余量，使之最高速連續(xù)工作頻率能滿足機(jī)床快速移動(dòng)的需要。????　　選擇步進(jìn)電機(jī)需要進(jìn)行以下計(jì)算：????　　?。?）計(jì)算齒輪的減速比根據(jù)所要求脈沖當(dāng)量，齒輪減速比i計(jì)算如下:????　　　　　　　i=(φ.S)/(360.Δ)　(1-1)式中φ-步進(jìn)電機(jī)的步距角

4、（o/脈沖）S-絲桿螺距（mm)Δ-(mm/脈沖）????　　　（2）計(jì)算工作臺(tái)，絲桿以及齒輪折算至電機(jī)軸上的慣量Jt。????　　　　Jt=J1+（1/i2)[(J2+Js）+W/g（S/2π)2]（1-2）式中Jt-折算至電機(jī)軸上的慣量(Kg.cm.s2)????　　　　J1、J2-齒輪慣量(Kg.cm.s2)　Js-絲桿慣量(Kg.cm.s2)　W-工作臺(tái)重量（N）　S-絲桿螺距（cm）????　　?。?）計(jì)算電機(jī)輸出的總力矩M????　　　　　　M=Ma+Mf+Mt（1-3）????　　

5、　　　　Ma=（Jm+Jt).n/T×1.02×10ˉ2（1-4）式中Ma-電機(jī)啟動(dòng)加速力矩（N.m)　Jm、Jt-電機(jī)自身慣量與負(fù)載慣量(Kg.cm.s2)n-電機(jī)所需達(dá)到的轉(zhuǎn)速（r/min）T---電機(jī)升速時(shí)間（s）????　　　　　　Mf=(u.W.s)/(2πηi)×10ˉ2（1-5）Mf-導(dǎo)軌摩擦折算至電機(jī)的轉(zhuǎn)矩（N.m)　u-摩擦系數(shù)　η-傳遞效率????　　　　　　Mt=(Pt.s)/(2πηi)×10ˉ2（1-6）Mt-切削力折算至電機(jī)力矩（N.m)　Pt-最大切削力（N）???

6、?　　?。?）負(fù)載起動(dòng)頻率估算。數(shù)控系統(tǒng)控制電機(jī)的啟動(dòng)頻率與負(fù)載轉(zhuǎn)矩和慣量有很大關(guān)系，其估算公式為????　　　　　　　fq=fq0[(1-(Mf+Mt))/Ml）÷(1+Jt/Jm)]1/2（1-7）式中fq---帶載起動(dòng)頻率（Hz）fq0---空載起動(dòng)頻率????　　　　　　　　　　　Ml---起動(dòng)頻率下由矩頻特性決定的電機(jī)輸出力矩（N.m)若負(fù)載參數(shù)無(wú)法精確確定,則可按fq=1/2fq0進(jìn)行估算.????　　?。?）運(yùn)行的最高頻率與升速時(shí)間的計(jì)算。由于電機(jī)的輸出力矩隨著頻率的升高而下降，因

7、此在最高頻率時(shí)，由矩頻特性的輸出力矩應(yīng)能驅(qū)動(dòng)負(fù)載，并留有足夠的余量。????　　?。?）負(fù)載力矩和最大靜力矩Mmax。負(fù)載力矩可按式（1-5）和式（1-6）計(jì)算，電機(jī)在最大進(jìn)給速度時(shí)，由矩頻特性決定的電機(jī)輸出力矩要大于Mf與Mt之和，并留有余量。一般來(lái)說(shuō)，Mf與Mt之和應(yīng)小于（0.2～0.4）Mmax。????　?。病⒉竭M(jìn)電機(jī)分類????　　步進(jìn)電機(jī)分三種：永磁式（PM）、反應(yīng)式（VR）和混合式（HB）。永磁式步進(jìn)一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小，步進(jìn)角一般為7.5度或15度；反應(yīng)式步進(jìn)一般為三相，可

8、實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，步進(jìn)角一般為1.5度，但噪聲和振動(dòng)都很大，在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家80年代已被淘汰；混合式步進(jìn)是指混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點(diǎn)，它又分為兩相和五相：兩相步進(jìn)角一般為1.8度而五相步進(jìn)角一般為0.72度，山洋步進(jìn)電機(jī)均為這種步進(jìn)電機(jī)。????３、保持轉(zhuǎn)矩（HOLDINGTORQUE）　　????　　保持轉(zhuǎn)矩（HOLDINGTORQUE）是指步進(jìn)電機(jī)通電但沒有轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。它是步進(jìn)電機(jī)最重要的參數(shù)之一，通常步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)的力矩接近保持轉(zhuǎn)矩。由于步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨速度的增大而不