一、步進電機怎么選型

步進電(dian)(dian)機選型需(xu)要科學計算(suan)選擇(ze)合適的(de)電(dian)(dian)機。除(chu)了注意法(fa)蘭尺寸、相數(shu)、電(dian)(dian)機長度(du)、軸長、引(yin)出線數(shu)外，還(huan)要計算(suan)扭(niu)矩、電(dian)(dian)流等，確定(ding)配(pei)套的(de)驅動器。

1、步進電機轉矩的選擇

步進電機的(de)(de)保持轉矩(ju)類(lei)似于(yu)傳(chuan)統電(dian)(dian)(dian)機(ji)的(de)(de)“功率”。當(dang)然，也有本(ben)質區(qu)別。步進電(dian)(dian)(dian)機(ji)的(de)(de)物(wu)理結構與交直流電(dian)(dian)(dian)機(ji)完(wan)全不(bu)同(tong)，電(dian)(dian)(dian)機(ji)的(de)(de)輸(shu)出功率是可變的(de)(de)。通常，根據需要的(de)(de)扭矩(ju)（即被(bei)驅動物(wu)體的(de)(de)扭矩(ju)）來選(xuan)(xuan)擇哪(na)種類(lei)型的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)機(ji)。例如扭矩(ju)為0.6NM以下，選(xuan)(xuan)擇28、35、42（電(dian)(dian)(dian)機(ji)的(de)(de)本(ben)體直徑或方(fang)形度，單位：mm；如果(guo)扭矩(ju)大于(yu)0.6nm，選(xuan)(xuan)擇57電(dian)(dian)(dian)機(ji)比(bi)較合適。如果(guo)扭矩(ju)為幾牛米以上，選(xuan)(xuan)用(yong)86、110等規格的(de)(de)步進電(dian)(dian)(dian)機(ji)。

2、步進電機相數選擇

很(hen)多(duo)客戶很(hen)少(shao)注意(yi)步進(jin)電機相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數(shu)的(de)選(xuan)擇(ze)，大多(duo)是隨便(bian)買的(de)。事實上，不(bu)同(tong)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數(shu)的(de)電機工(gong)(gong)作效果是不(bu)同(tong)的(de)。相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數(shu)越(yue)多(duo)（常用的(de)有二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)、三(san)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)和五(wu)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)），步距(ju)角可(ke)以越(yue)小，運行時的(de)振動也比較小。在(zai)大多(duo)數(shu)情況下，經(jing)常使(shi)用兩相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)電機。在(zai)高速大扭(niu)矩的(de)工(gong)(gong)作環境中，選(xuan)擇(ze)三(san)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)步進(jin)電機。

3、步進電機轉速的選擇

還應特別(bie)考慮電(dian)(dian)(dian)機(ji)的(de)(de)(de)速(su)度。因為(wei)電(dian)(dian)(dian)機(ji)的(de)(de)(de)輸(shu)出(chu)扭(niu)(niu)矩(ju)與轉(zhuan)速(su)成反(fan)比。也就(jiu)是(shi)說，在低(di)(di)速(su)時(shi)（每分鐘幾百轉(zhuan)以(yi)下，它的(de)(de)(de)輸(shu)出(chu)扭(niu)(niu)矩(ju)很大(da)(da)），而(er)在高(gao)速(su)時(shi)（1000轉(zhuan)--9000轉(zhuan)），扭(niu)(niu)矩(ju)很小。當然，有(you)些工況需要高(gao)速(su)電(dian)(dian)(dian)機(ji)，所以(yi)需要測(ce)量步(bu)進電(dian)(dian)(dian)機(ji)的(de)(de)(de)線(xian)圈電(dian)(dian)(dian)阻(zu)、電(dian)(dian)(dian)感等指標。選擇電(dian)(dian)(dian)感較小的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)機(ji)作(zuo)為(wei)高(gao)速(su)電(dian)(dian)(dian)機(ji)可以(yi)獲得較大(da)(da)的(de)(de)(de)輸(shu)出(chu)轉(zhuan)矩(ju)。反(fan)之，當要求低(di)(di)速(su)大(da)(da)扭(niu)(niu)矩(ju)時(shi)，最好選擇十幾或幾十MH的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)感，大(da)(da)一(yi)點(dian)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)。

4、步進電機空載啟動頻率的選擇

步(bu)進電(dian)(dian)機(ji)的(de)空載(zai)啟(qi)(qi)動(dong)(dong)頻率(lv)通常稱(cheng)為“空載(zai)啟(qi)(qi)動(dong)(dong)頻率(lv)”。這是(shi)選(xuan)擇(ze)電(dian)(dian)機(ji)的(de)一個比較(jiao)重要(yao)(yao)的(de)指標。如果(guo)要(yao)(yao)求瞬間頻繁啟(qi)(qi)停(ting)，且轉速(su)在(zai)1000轉左右（或更高），通常需(xu)要(yao)(yao)“加速(su)啟(qi)(qi)動(dong)(dong)”。如果(guo)需(xu)要(yao)(yao)直接啟(qi)(qi)動(dong)(dong)實(shi)現高速(su)運行，最好選(xuan)擇(ze)無功或永磁電(dian)(dian)機(ji)。這些電(dian)(dian)機(ji)的(de)“怠速(su)頻率(lv)”相對(dui)較(jiao)高。

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二、步進電機選型計算方法

在選擇步進電機時如何選型計算方法，具體(ti)如下。

1、電機最大速度選擇

步進(jin)電機(ji)最大速度范圍為(wei)600-1000rpm。機(ji)械傳動(dong)系統要根據此(ci)參數進(jin)行設計。

2、電機步距角選擇

機(ji)械(xie)傳動比確(que)定后，可根據控制(zhi)系統的(de)(de)定位(wei)精度(du)選擇步(bu)進電機(ji)的(de)(de)步(bu)距(ju)角(jiao)及驅動器的(de)(de)細分等(deng)級(ji)，一般選電機(ji)的(de)(de)一個步(bu)距(ju)角(jiao)對(dui)應于(yu)系統的(de)(de)定位(wei)精度(du)的(de)(de)1/2或更小。注意：當細分等(deng)級(ji)大于(yu)1/4后，步(bu)距(ju)角(jiao)的(de)(de)精度(du)不能保證。

3、電機力矩選擇

轉動慣量計算

在旋轉運動(dong)中，物體的轉動(dong)慣(guan)量J對應于直線運動(dong)中的物體質(zhi)量。要(yao)計算系(xi)統在加速過程中的動(dong)態載荷(he)，就(jiu)必(bi)須計算物體的轉動(dong)慣(guan)量J和角加速度(du)w，然(ran)后得出慣(guan)性力矩T=J*w。

物體的(de)轉動慣量為(wei)(wei)：J=∫r2pdV，式中dV為(wei)(wei)體積元(yuan)，p為(wei)(wei)物體密(mi)度，r為(wei)(wei)體積元(yuan)與(yu)轉軸(zhou)的(de)距離(li)。單(dan)位：Kgm2。以圓柱體為(wei)(wei)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(fu)載質量換算(suan)成(cheng)電機(ji)輸出軸上的(de)轉動(dong)慣量，常(chang)見傳動(dong)機(ji)構(gou)與公(gong)式(shi)如下：

1）滾珠絲杠

J=W（1/2π*BP/103）2*GL2

W：可動(dong)部分總質(zhi)量（Kg）

BP：絲杠螺距（mm）

GL：減速比

2）齒(chi)條和小(xiao)齒(chi)輪(lun)、傳送帶、鏈(lian)條傳動

J=W（1/2*D/103）2*GL2

W：可(ke)動部(bu)分總質(zhi)量（Kg）

D：小齒輪直徑（mm）

鏈輪直徑(jing)（mm）

GL：減速比

3）旋轉體(ti)、轉盤(pan)驅動(dong)

J=（J1+W（L/103）2）*GL2

J1：轉盤的慣性矩

W：轉盤上物體的質量(liang)（Kg）

L：物體(ti)與(yu)旋(xuan)轉軸的距離（mm）

GL：減速比

4、加速度計算

控制系(xi)統要(yao)定位準確(que)，物體運動必(bi)須有(you)加減(jian)速過程。

已知(zhi)加速(su)度時間(jian)△t、最大速(su)度Vmax，很容易算出電機(ji)的角(jiao)加速(su)度：w=Vmax/△t（rad/s2）

5、電機力矩計算

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

根據(ju)計算出(chu)的力矩(ju)T再加上一定(ding)的安全系數，即可選出(chu)電機的型號。