步进电机的选择的计算公式及计算方法

时间:2023-03-20作者:佚名

步进电机是一种能将数字输入脉冲转换成旋转或直线增量运动的电磁执行元件。每输入一个脉冲电机转轴步进一个步距角增量。电机总的回转角与输入脉冲数成正比例,相应的转速取决于输入脉冲频率。
步进电机是机电一体化产品中关键部件之一,通常被用作定位控制和定速控制。步进电机惯量低、定位精度高、无累积误差、控制简单等特点。广泛应用于机电一体化产品中,如:数控机床、包装机械、计算机外围设备、复印机、传真机等。
选择步进电机时,首先要保证步进电机的输出功率大于负载所需的功率。而在选用功率步进电机时,首先要计算机械系统的负载转矩,电机的矩频特性能满足机械负载并有一定的余量保证其运行可靠。在实际工作过程中,各种频率下的负载力矩必须在矩频特性曲线的范围内。一般地说最大静力矩Mjmax大的电机,负载力矩大。
选择步进电机时,应使步距角和机械系统匹配,这样可以得到机床所需的脉冲当量。在机械传动过程中为了使得有更小的脉冲当量,一是可以改变丝杆的导程,二是可以通过步进电机的细分驱动来完成。但细分只能改变其分辨率,不改变其精度。精度是由电机的固有特性所决定。
选择功率步进电机时,应当估算机械负载的负载惯量和机床要求的启动频率,使之与步进电机的惯性频率特性相匹配还有一定的余量,使之最高速连续工作频率能满足机床快速移动的需要。
选择步进电机需要进行以下计算:
(1)计算齿轮的减速比
根据所要求脉冲当量,齿轮减速比i计算如下:
i=(φ.S)/(360.Δ) (1-1) 式中φ ---步进电机的步距角(o/脉冲)
S ---丝杆螺距(mm)
Δ---(mm/脉冲)
(2)计算工作台,丝杆以及齿轮折算至电机轴上的惯量Jt。
Jt=J1 (1/i2)[(J2 Js) W/g(S/2π)2] (1-2)
式中Jt ---折算至电机轴上的惯量(Kg.cm.s2)
J1、J2 ---齿轮惯量(Kg.cm.s2)
Js ----丝杆惯量(Kg.cm.s2) W---工作台重量(N)
S ---丝杆螺距(cm)
(3)计算电机输出的总力矩M
M=Ma Mf Mt (1-3)
Ma=(Jm Jt).n/T×1.02×10ˉ2 (1-4)
式中Ma ---电机启动加速力矩(N.m)
Jm、Jt---电机自身惯量与负载惯量(Kg.cm.s2)
n---电机所需达到的转速(r/min)
T---电机升速时间(s)
Mf=(u.W.s)/(2πηi)×10ˉ2 (1-5)
Mf---导轨摩擦折算至电机的转矩(N.m)
u---摩擦系数
η---传递效率
Mt=(Pt.s)/(2πηi)×10ˉ2 (1-6)
Mt---切削力折算至电机力矩(N.m)
Pt---最大切削力(N)
(4)负载起动频率估算。数控系统控制电机的启动频率与负载转矩和惯量有很大关系,其估算公式为
fq=fq0[(1-(Mf Mt))/Ml)÷(1 Jt/Jm)] 1/2 (1-7)
式中fq---带载起动频率(Hz)
fq0---空载起动频率
Ml---起动频率下由矩频特性决定的电机输出力矩(N.m)
若负载参数无法精确确定,则可按fq=1/2fq0进行估算.
(5)运行的最高频率与升速时间的计算。由于电机的输出力矩随着频率的升高而下降,因此在最高频率 时,由矩频特性的输出力矩应能驱动负载,并留有足够的余量。
(6)负载力矩和最大静力矩Mmax。负载力矩可按式(1-5)和式(1-6)计算,电机在最大进给速度时,由矩频特性决定的电机输出力矩要大于Mf与Mt之和,并留有余量。一般来说,Mf与Mt之和应小于(0.2 ~0.4)Mmax.

相关阅读

习惯了10kV配电网,20kV配电网了解一下?

目前, 我国传统配电网一般采用 10kV 电压等级作为中压供电等级,随着经济的不断发展, 电网负荷密度逐步增大, 其供电距离、电压质量和线路损耗等已经难以适应负荷发展的需要...
2024-08-19
习惯了10kV配电网,20kV配电网了解一下?

分享一个双晶体管嗡嗡声去除电路

只需组合等量的反相位嗡嗡声,就可以显着消除音频信号中的嗡嗡声。 在上面所示的嗡嗡声去除器电路中,两个晶体管都可以是廉价的低增益或高增益品种。 预设VR1可以与预设VR2一起...
2023-06-05
分享一个双晶体管嗡嗡声去除电路

三十年电工生涯,最想说的还是安全二字

干电工这行,一晃三十年过去了。从初出茅庐、拿着验电笔都手抖的新手,到如今能从容应对各类电气故障的老电工,摸过的线路绕起来能绕厂区几圈,修过的设备换了一茬又一茬,尝过技术过...
2026-04-15
三十年电工生涯,最想说的还是安全二字

屋顶光伏发电有辐射吗?与家用电器辐射比较哪个更安全

在深入比较光伏发电与家用电器的辐射安全性之前,我们首先需要了解什么是电磁辐射。电磁辐射是指电磁波以波的形式在空间中传播的能量,涵盖了无线电波、微波、红外线、可见光、...
2024-10-11
屋顶光伏发电有辐射吗?与家用电器辐射比较哪个更安全

LDO线性稳压器电路图讲解

线性稳压器 Linear regulator,我们一般称为 LDO。LDO 是英文 Low Drop Out 的首字母缩写,其中的 Drop Out是指线性稳压器输入端到输出端之间的电压差,前面加了一个 Low 之后,其词性就变成了...
2023-09-06
LDO线性稳压器电路图讲解

热销商品

连发瓦斯枪通用瓦斯射钉钢钉枪瓦斯气体高强度瓦斯射钉枪165气罐

连发瓦斯枪是一款专为高强度瓦斯射钉设计的工具,其特点在于能够连续发射瓦斯气体,适用于多种需要快速穿透和固定材料的场景。这款瓦斯枪配备了165气罐,容量足够满足...
4.5

黄铜镀镍金属电缆防水接头EWM密封格兰头HSM电线固定填料函M20M16

黄铜镀镍金属电缆防水接头EWM密封格兰头(HSM型)是一款高性能电线固定与密封装置,适用于M16和M20螺纹规格。采用优质黄铜材质并表面镀镍处理,具备优异的防腐蚀性、机械...
1.14

消防配件二氧化碳灭火器2 3 5 7KG弯头喷管24Kg干冰CO2外喷头喷嘴

二氧化碳灭火器配件中的2357KG弯头喷管与24Kg干冰CO₂外喷头喷嘴,是专业消防设备的重要组成部分。该弯头喷管采用高强度耐腐蚀材料制造,连接灵活,适用于高压CO₂灭火...
4.5

雷士照明led筒灯孔灯客厅吊顶天花灯嵌入式过道筒灯射灯桶灯家用

雷士照明LED筒灯是一款专为现代家居设计的嵌入式照明产品,适用于客厅、吊顶、过道、卧室等空间。采用高品质LED光源,光线柔和均匀,显色指数高,有效还原真实色彩,营造舒...
5.78

雷士照明嵌入式防眩筒灯射灯窄边过道灯深杯客厅无主灯天花灯米雪

雷士照明嵌入式防眩筒灯射灯——“米雪”系列,专为现代无主灯设计打造。采用窄边深杯结构,有效控制杂散光,实现精准防眩,营造舒适柔和的光环境。适用于客厅、过道、天...
25.67

网站栏目