步进电机计算与选型步进电机计算与选型步进电机计算与选型步进电机计算与选型步进电机就就是一种将电脉冲转化为角位移得执行机构。通俗一点讲:当步进驱动器接收到一个脉冲信号,她就驱动步进电机按设定得方向转动一个固定得角度(即步进角)。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位得HYPERＬＩNＫ＂＂\ｔ"_ｂlank＂目得;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动得速度和加速度,从而达到调速得目得。步进电机作为HYPERLＩNK＂"\ｔ"_blanｋ"执行元件,就就是机电一体化得关键产品之一,广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和HＹPＥＲLＩNＫ＂"＼t"_blanｋ＂计算机技术得发展,步进电机得需求量与日俱增,在各个国民经济领域都有应用。我司主要机械设计中运动部件得动力源主要就就是步进电机。因此着重介绍步进电机得计算与选型。步进电机基本术语保持转矩(HOＬＤINＧＴＯＲＱＵE)就就是指步进电机通电但没有转动时,定子锁住转子得力矩。她就就是步进电机最重要得参数之一,通常步进电机在低速时得力矩接近保持转矩。保持转矩越大则电机带负载能力越强。由于步进电机得输出力矩随速度得增大而不断衰减,输出功率也随速度得增大而变化,所以保持转矩就成为了衡量步进电机重要得参数之一。比如,当人们说2N、ｍ得步进电机,在没有特殊说明得情况下就就是指保持转矩为２N、ｍ得步进电机。步进电机得细分技术实质上就就是一种电子阻尼技术(请参考有关文献),其主要目得就就是减弱或消除步进电机得低频振动,提高电机得运转精度只就就是细分技术得一个附带功能。比如对于步进角为1、8度得两相混合式步进电机,如果细分驱动器得细分数设置为4,那么电机得运转分辨率为每个脉冲０、４5度,电机得精度能否达到或接近0、45度,还取决于细分驱动器得细分电流控制精度等其她因素。不同厂家得细分驱动器精度可能差别很大;细分数越大精度越难控制。运行矩频特性就就是电机在某种测试条件下测得运行中输出力矩与频率关系得曲线。实用公式:转速(r/s)＝脉冲频率/(电机每转整步数＊细分数)V:电机转速(R/S);P:脉冲频率(Hz);θe:电机固有步距角;m:细分数(整步为1,半步为2电机计算与选型方法选择电机一般应遵循以下步骤:电机最大速度选择步进电机最大速度一般在6００~1２0０ｒｐm。交流伺服电机额定速度一般在3０00rpm,最大转速为5０00ｒpm。机械传动系统要根据此参数设计。２、电机定位精度得选择机械传动比确定后,可根据控制系统得定位精度选择步进电机得步距角及驱动器得细分等级。一般选电机得一个步距角对应于系统定位精度得1/2或更小。注意:当细分等级大于１/4后,步距角得精度不能保证。3、电机力矩选择步进电机得动态力矩一下子很难确定,我们往往先确定电机得静力矩。静力矩选择得依据就就是电机工作得负载,而负载可分为惯性负载和摩擦负载二种。直接起动时(一般由低速)时二种负载均要考虑,加速起动时主要考虑惯性负载,恒速运行进只要考虑摩擦负载。一般情况下,静力矩应为摩擦负载得2－３倍内好,静力矩一旦选定,电机得机座及长度便能确定下来(几何尺寸)转动惯量计算物体得转动惯量为:式中:ｄV为体积元,r为物体密度,r为体积元与转轴得距离。单位:ｋgｍ2将负载质量换算到电机输出轴上转动惯量,常见传动机构与公式如下:加速度计算控制系统要定位准确,物体运动必须有加减速过程,如图所示。已知加速时间、最大速度Vmaｘ,可得电机得角加速度:(ｒad／s2)电机力矩计算力矩计算公式为:式中:TＬ为系统外力折算到电机上得力矩;h为传动系统得效率。计算例题已知:直线平台水平往复运动,最大行程L＝4０0mm,同步带传动;往复运动周期为T＝４s;重复定位误差£0、05mｍ;平台运动质量M=1０ｋｇ,无外力。求:电机型号、同步带轮直径、最大细分数。运动学计算平均速度为:设加速时间为0、1Ｓ;(步进电机一般取加速时间为:0、1~1秒)(伺服电机一般取加速时间为:0、0５~0、５秒)则加减速时间共为0、２S,且加减速过程得平均速度为最大速度得一半。故有:L＝0、1´Vｍａx/2+1、８´Vmax+０、1´Ｖmaｘ/2＝０、4m得:Vmax=0、4/(０、2/2+1、8)＝0、211m/ｓ所以,加速度为:加速距离:匀速距离:减速距离和加速距离相同,动力学计算同步带上需要拉力:F＝Ma+ｆ摩擦力:f=mMg设导轨摩擦系数m＝0、1则摩擦力:ｆ＝0、1´1０´９、8＝9、8N惯性力:F1=Ma=10´2、１1＝2１、1Ｎ故:同步带上要有拉力Ｆ=F1+ｆ＝21、1＋9、8=３０、9N选择同步带直径Φ和步进电