步進電機選型的步驟及步進電機選型方法

步進電機選型的步驟及如何選擇步進電機

在選擇步進電機時可以按以下步驟進行選擇，這樣可以避免選型不當帶來的麻煩。具體如下，僅供參考。


1、?步進電機轉矩的選擇

步進電機的保持轉矩，近似于傳統電機所稱的“功率”。當然，有著本質的區別。步進電動機的物理結構，完全不同于交流、直流電機，電機的輸出功率是可變的。通常根據需要的轉矩大小（即所要帶動物體的扭力大小），來選擇哪種型號的電機。大致說來，扭力在0.8N.m以下，選擇20、28、35、39、42（電機的機身直徑或方度，單位：mm）;扭力在1N.m左右的，選擇57電機較為合適。扭力在幾個N.m或更大的情況下，就要選擇86、110、130等規格的步進電機。

2、?步過電機轉速的選擇

對于電機的轉速也要特別考慮。因為，電機的輸出轉矩，與轉速成反比。就是說，步進電機在低速（每分鐘幾百轉或更低轉速，其輸出轉矩較大），在高速旋轉狀態的轉矩（1000轉/分--9000轉）就很小了。當然，有些工況環境需要高速電機，就要對步進電動機的線圈電阻、電感等指標進行衡量。選擇電感稍小一些的電機，作為高速電機，能夠獲得較大輸出轉矩。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、?步進電機空載起動頻率的選擇

步進電機空載起動頻率，通常稱為“空起頻率”。這是選購電機比較重要的一項指標。如果要求在瞬間頻繁啟動、停止，并且，轉速在1000轉/分鐘左右（或更高），通常需要“加速啟動”。如果需要直接啟動達到高速運轉，zh選擇反應式或永磁電機。這些電機的“空起頻率”都比較高。

4、?步進電機的相數選擇

步進電機的相數選擇，這項內容，很多客戶幾乎沒有什么重視，大多是隨便購買。其實，不同相數的電機，工作效果是不同的。相數越多，步距角就能夠做的比較小，工作時的振動就相對小一些。大多數場合，使用兩相電機比較多。在高速大力矩的工作環境，選擇三相步進電機是比較實用的。

5、?針對步進電機使用環境來選擇

特種步進電機能夠防水、防油，用于某些特殊場合。例如水下機器人，就需要放水電機。對于特種用途的電機，就要針對性選擇了。

6、?根據您的實際情況可否需要特殊規格

特殊規格的步進電機，請和我們溝通，在技術允許的范圍內，加工訂貨。例如，出軸的直徑、長短、伸出方向等。

7、?如有必要與廠家的技術工程師進一步溝通與確認型號

如有必要與廠家的技術工程師進一步溝通，以便于確認你要選擇的步進機電能否滿足你所要求各方面的指標。

步進電機選型方法

機選型計算方法：

一）電機max速度選擇：

步進電機max速度范圍為600-1000rpm。機械傳動系統要根據此參數進行設計。

二）電機步距角選擇：

機械傳動比確定后，可根據控制系統的定位精度選擇步進電機的步距角及驅動器的細分等級，一般選電機的一個步距角對應于系統的定位精度的1/2或更小。注意：當細分等級大于1/4后，步距角的精度不能保證。

 

三）電機力矩選擇：

轉動慣量計算

在旋轉運動中，物體的轉動慣量J對應于直線運動中的物體質量。要計算系統在加速過程中的動態載荷，就必須計算物體的轉動慣量J和角加速度w，然后得出慣性力矩T=J*w。

物體的轉動慣量為：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（長度/mm）D（直徑/mm）

將負載質量換算成電機輸出軸上的轉動慣量，常見傳動機構與公式如下：

1）滾珠絲杠

J=W（1/2π*BP/103）2*GL2

W：可動部分總質量（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

J=W（1/2*D/103）2*GL2

W：可動部分總質量（Kg）

D：小齒輪直徑（mm）

鏈輪直徑（mm）

GL：減速比

3）旋轉體、轉盤驅動

J=（J1+W（L/103）2）*GL2

J1：轉盤的慣性矩

W：轉盤上物體的質量（Kg）

L：物體與旋轉軸的距離（mm）

GL：減速比

加速度計算

控制系統要定位準確，物體運動必須有加減速過程，如下圖所示。

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

電機力矩計算

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

根據計算出的力矩T再加上一定的安全系數，即可選出電機的型號。（素材來自網絡，僅做知識科普用，侵權即刪）

（東莞市臻上機電設備有限公司）