2020-02-17 15:43:49 編輯：小編
在選用步進(jìn)電機(jī)時我們需要對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，盡管在網(wǎng)頁上和書上有大量的相關(guān)方法，但簡明的、容易懂的步進(jìn)電機(jī)選型計(jì)算方法還是有限，凱福工程師專門在培訓(xùn)時整理了一下，以供使用.
步進(jìn)電機(jī)選型計(jì)算主要涉及到兩個要素：1是力矩，2是慣量，下面就此給出計(jì)算方法:
1、負(fù)載力矩
運(yùn)行力矩（摩擦力矩） M=Ma+Mf M：負(fù)載力矩（N.m） Ma：負(fù)載加速力矩（N.m） Mf：負(fù)載運(yùn)行力矩（N.m） 考慮到計(jì)算誤差和裝配精度，應(yīng)保證2倍安全率 必要轉(zhuǎn)矩MB=2M 馬達(dá)選型時，必要轉(zhuǎn)矩必須在馬達(dá)運(yùn)行曲線以下 |
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滾珠螺桿驅(qū)動 | |
Mf=(1/η+μ0/3)FPB/(2π) F=FA+mg(sinα+μcosα) Mf：負(fù)載運(yùn)行力矩（N.m） FA：負(fù)載外力（N） PB：螺桿螺距（m/rev） α:螺桿水平時為0，垂直時為90度 η：效率（0.9）； μ：滑動面摩擦系數(shù)（0.05） μ0：預(yù)壓螺帽內(nèi)部摩擦系數(shù)（0.2—0.3） m：負(fù)載總質(zhì)量（kg） |
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直線運(yùn)動 | |
Mf=FD/(2ηi) F=FA+mg(sinα+μcosα) Mf：負(fù)載運(yùn)行力矩（N.m） FA：負(fù)載外力（N） D：終端滾輪直徑（m） i：減速比（機(jī)構(gòu)的減速比，不是馬達(dá)減速比） α:水平運(yùn)行時為0，垂直時為90度 η：效率（0.9）； μ：滑動面摩擦系數(shù) m：負(fù)載總質(zhì)量（kg） |
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旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動時，運(yùn)行力矩極小，可忽略 | |
加速力矩 Ma=2（Jm+Jt）×π × V/t Ma：負(fù)載加速力矩（N.m） Jm：馬達(dá)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量（kg.m2） Jt：負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量（kg.m2） V：運(yùn)行目標(biāo)速度（rps） t：加速時間（s） 從公式可看出，加速力矩跟負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量以及加速度成正比，加速度可根據(jù)需要設(shè)置，重點(diǎn)在于負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量的計(jì)算 | |
滾珠螺桿驅(qū)動 | |
Jt=1/2*maR2+m(PB/(2π))2 Jt：負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量（ kg.m2 ） ma：螺桿質(zhì)量（kg） R：螺桿半徑（m） m：負(fù)載總質(zhì)量（kg） PB：螺桿螺距（m/rev） |
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直線運(yùn)動 | |
Jt=m(A/(2π))2 Jt：負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量（ kg.m2 ） m：負(fù)載總質(zhì)量（kg） A：電機(jī)轉(zhuǎn)動一周負(fù)載移動量（m） |
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旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) | |
Jt=1/2*mR2 Jt：負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量（ kg.m2 ） m：負(fù)載總質(zhì)量（kg） R：旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)半徑（m） 上式為旋轉(zhuǎn)軸通過重心的計(jì)算方法，當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸不通過重心時，如機(jī)械手等 J=1/12m(A2+B2)+ml2 X0軸為物體重心，X為旋轉(zhuǎn)軸 l=X軸和X0軸的距離（m） |
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2、慣量匹配
a.負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量不應(yīng)超過馬達(dá)轉(zhuǎn)動慣量10倍 |
慣性比大時，起動、停止抖動 |
b.慣量比過大時，則起動、停止時的過沖和回沖亦變大，因而會影響起動、穩(wěn)定時間 | |
c.當(dāng)負(fù)載慣量過大時，需減小加載到馬達(dá)轉(zhuǎn)軸的慣量 | |
減小負(fù)載&轉(zhuǎn)子慣量比的方法： a.改變負(fù)載驅(qū)動方式 驅(qū)動相同負(fù)載，滾珠螺桿驅(qū)動與同步輪拖動相比，轉(zhuǎn)動慣量會小很多 b.在馬達(dá)轉(zhuǎn)軸和負(fù)載連接時增加減速機(jī)構(gòu) 增加一個1：3的減速機(jī)構(gòu)，加載到馬達(dá)上的轉(zhuǎn)動慣量將會成平方的降低，變?yōu)樵?fù)載轉(zhuǎn)動慣量的1/9 c.選用減速機(jī)型步進(jìn)電機(jī) 使用1：10減速步進(jìn)電機(jī)時，能驅(qū)動的負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量將成平方增加，變?yōu)樵?fù)載慣量的100倍，此方法最常用 | |
步進(jìn)電機(jī)在選型時理論上來講可以根據(jù)書本公式來計(jì)算的，但根據(jù)我們對不同結(jié)構(gòu)、負(fù)載及相關(guān)因素的考慮，在實(shí)際應(yīng)用中，我們將步進(jìn)電機(jī)選型計(jì)算方法給予了改進(jìn)，如有疑問的朋友們，可以相互探討交流！
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