一、步進電機怎么選型

步進電機(ji)(ji)選(xuan)型需要(yao)科學計(ji)算(suan)選(xuan)擇合適的(de)電機(ji)(ji)。除(chu)了注意法(fa)蘭尺(chi)寸、相數(shu)(shu)、電機(ji)(ji)長度、軸長、引出線數(shu)(shu)外，還要(yao)計(ji)算(suan)扭矩、電流等，確定配套的(de)驅動(dong)器。

1、步進電機轉矩的選擇

步進電機的保持轉矩(ju)(ju)(ju)類(lei)似于(yu)傳統電(dian)機(ji)(ji)(ji)的“功(gong)(gong)率”。當然(ran)，也有本質(zhi)區別。步(bu)進電(dian)機(ji)(ji)(ji)的物理結構與交直(zhi)流電(dian)機(ji)(ji)(ji)完全不同，電(dian)機(ji)(ji)(ji)的輸出(chu)功(gong)(gong)率是可變的。通常，根(gen)據(ju)需要的扭矩(ju)(ju)(ju)（即被(bei)驅動(dong)物體的扭矩(ju)(ju)(ju)）來選(xuan)擇(ze)哪(na)種類(lei)型的電(dian)機(ji)(ji)(ji)。例如(ru)(ru)扭矩(ju)(ju)(ju)為0.6NM以(yi)下，選(xuan)擇(ze)28、35、42（電(dian)機(ji)(ji)(ji)的本體直(zhi)徑或方形度，單(dan)位(wei)：mm；如(ru)(ru)果扭矩(ju)(ju)(ju)大(da)于(yu)0.6nm，選(xuan)擇(ze)57電(dian)機(ji)(ji)(ji)比較合適。如(ru)(ru)果扭矩(ju)(ju)(ju)為幾牛米(mi)以(yi)上，選(xuan)用86、110等規格的步(bu)進電(dian)機(ji)(ji)(ji)。

2、步進電機相數選擇

很(hen)多(duo)客戶很(hen)少注意步(bu)(bu)進電機(ji)相(xiang)數(shu)的(de)(de)選擇，大(da)多(duo)是隨(sui)便(bian)買(mai)的(de)(de)。事實上，不(bu)同相(xiang)數(shu)的(de)(de)電機(ji)工作效果是不(bu)同的(de)(de)。相(xiang)數(shu)越多(duo)（常用(yong)的(de)(de)有二相(xiang)、三相(xiang)和五相(xiang)），步(bu)(bu)距角可以越小，運(yun)行時的(de)(de)振動也比較小。在(zai)(zai)大(da)多(duo)數(shu)情況(kuang)下，經常使用(yong)兩相(xiang)電機(ji)。在(zai)(zai)高(gao)速大(da)扭(niu)矩的(de)(de)工作環境中，選擇三相(xiang)步(bu)(bu)進電機(ji)。

3、步進電機轉速的選擇

還應(ying)特別(bie)考慮電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)的(de)(de)(de)(de)速(su)(su)度。因(yin)為(wei)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)的(de)(de)(de)(de)輸出扭矩(ju)與轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)速(su)(su)成反比。也(ye)就是說(shuo)，在(zai)低速(su)(su)時(shi)（每分鐘幾百轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)以下，它的(de)(de)(de)(de)輸出扭矩(ju)很大(da)），而(er)在(zai)高(gao)(gao)速(su)(su)時(shi)（1000轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)--9000轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)），扭矩(ju)很小(xiao)。當然，有些工況(kuang)需要高(gao)(gao)速(su)(su)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)，所以需要測量步(bu)進電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)的(de)(de)(de)(de)線(xian)圈電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻、電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)感(gan)等指標。選(xuan)擇(ze)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)感(gan)較小(xiao)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)作為(wei)高(gao)(gao)速(su)(su)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)可以獲(huo)得(de)較大(da)的(de)(de)(de)(de)輸出轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)矩(ju)。反之，當要求低速(su)(su)大(da)扭矩(ju)時(shi)，最好選(xuan)擇(ze)十(shi)幾或幾十(shi)MH的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)感(gan)，大(da)一點的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻。

4、步進電機空載啟動頻率的選擇

步進電(dian)機(ji)的空載啟(qi)(qi)(qi)(qi)動頻(pin)(pin)率(lv)通(tong)(tong)常(chang)稱為“空載啟(qi)(qi)(qi)(qi)動頻(pin)(pin)率(lv)”。這(zhe)是選擇(ze)電(dian)機(ji)的一個(ge)比較(jiao)重要(yao)的指(zhi)標。如果要(yao)求瞬間頻(pin)(pin)繁啟(qi)(qi)(qi)(qi)停，且轉速在1000轉左右(you)（或(huo)更(geng)高(gao)），通(tong)(tong)常(chang)需要(yao)“加速啟(qi)(qi)(qi)(qi)動”。如果需要(yao)直接啟(qi)(qi)(qi)(qi)動實現(xian)高(gao)速運行，最好選擇(ze)無功或(huo)永磁電(dian)機(ji)。這(zhe)些(xie)電(dian)機(ji)的“怠速頻(pin)(pin)率(lv)”相對較(jiao)高(gao)。

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二、步進電機選型計算方法

在選擇步進電機時(shi)如何選型計(ji)算方法(fa)，具體如下。

1、電機最大速度選擇

步進電(dian)機(ji)最(zui)大速度范圍為600-1000rpm。機(ji)械傳(chuan)動(dong)系統要根據此參(can)數(shu)進行設計。

2、電機步距角選擇

機械傳動比確定(ding)后，可根據控制系統的(de)定(ding)位(wei)精(jing)(jing)度選(xuan)擇步(bu)進(jin)電機的(de)步(bu)距角(jiao)及驅動器的(de)細(xi)分等級，一般選(xuan)電機的(de)一個步(bu)距角(jiao)對(dui)應于系統的(de)定(ding)位(wei)精(jing)(jing)度的(de)1/2或更小。注意(yi)：當(dang)細(xi)分等級大于1/4后，步(bu)距角(jiao)的(de)精(jing)(jing)度不能保證。

3、電機力矩選擇

轉動慣量計算

在(zai)旋轉(zhuan)運動(dong)(dong)中(zhong)，物體的轉(zhuan)動(dong)(dong)慣(guan)(guan)量(liang)J對應于直線運動(dong)(dong)中(zhong)的物體質量(liang)。要計(ji)算系統在(zai)加(jia)速(su)(su)過程中(zhong)的動(dong)(dong)態載荷，就必須(xu)計(ji)算物體的轉(zhuan)動(dong)(dong)慣(guan)(guan)量(liang)J和角加(jia)速(su)(su)度w，然(ran)后得(de)出慣(guan)(guan)性力(li)矩(ju)T=J*w。

物體的轉動慣量為(wei)(wei)：J=∫r2pdV，式中dV為(wei)(wei)體積元，p為(wei)(wei)物體密度，r為(wei)(wei)體積元與轉軸的距(ju)離。單位：Kgm2。以圓柱體為(wei)(wei)例(li)：

J=W/8（D/103）2=πp/32（L/103）（D/103）^4，式中(zhong)：L（長(chang)度(du)/mm）D（直徑/mm）

將負載質量換算成電機輸出(chu)軸上的(de)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(dong)部分總質量（Kg）

BP：絲杠螺距(ju)（mm）

GL：減速比

2）齒條(tiao)和(he)小(xiao)齒輪、傳送帶、鏈(lian)條(tiao)傳動

J=W（1/2*D/103）2*GL2

W：可動(dong)部分總(zong)質量（Kg）

D：小齒輪直徑（mm）

鏈輪直徑（mm）

GL：減速比

3）旋(xuan)轉體、轉盤驅動

J=（J1+W（L/103）2）*GL2

J1：轉盤的慣性矩

W：轉盤(pan)上物體(ti)的(de)質量（Kg）

L：物(wu)體與旋轉軸的距離（mm）

GL：減速比

4、加速度計算

控(kong)制系統要定位準確(que)，物(wu)體運動必須有加減速(su)過程。

已知加速(su)度時(shi)間△t、最(zui)大速(su)度Vmax，很容易算(suan)出電(dian)機(ji)的角加速(su)度：w=Vmax/△t（rad/s2）

5、電機力矩計算

T=（J*w+TL）/n，其中：TL為系(xi)統(tong)(tong)外力折(zhe)算到(dao)電(dian)機上的力矩；n為傳動系(xi)統(tong)(tong)的效率。

根據計算出的(de)力矩T再加上(shang)一(yi)定的(de)安全系(xi)數，即可選出電機的(de)型(xing)號。