步進電機選型指導

2021-07-30 07:19:31 字數 2050 閱讀 2777

由於步進電機及驅動器型號較多、種類較多,使用者在選擇時應有一定的講究,這樣才能以最優的效能、最低的**選擇好自己所需的產品。

1.首先確定步進電機拖動負載所需要的扭矩。

最簡單的方法是在負載軸上加一槓桿,用彈簧秤拉動槓桿,拉力乘以力臂長度既是負載力矩。或者根據負載特性從理論上計算出來。由於步進電機是控制類電機,所以目前常用步進電機的最大力矩不超過45n.

m,力矩越大,成本越高,如果您所選擇的電機力矩較大或超過此範圍,可以考慮加配減速裝置。

2.確定步進電機的最高執行轉速。

電機和驅動器選購轉速指標在步進電機的選取時至關重要,步進電機的特性是隨著電機轉速的公升高,扭矩下降,其下降的快慢和很多引數有關,如:驅動器的驅動電壓、電機的相電流、電機的相電感、電機大小等等,一般的規律是:驅動電壓越高,力矩下降越慢;電機的相電流越大,力矩下降越慢。

在設計方案時,應使電機的轉速控制在600轉/分或800轉/分以內,當然這樣說很不規範,可以參考〈矩-頻特性〉。

3.根據負載最大力矩和最高轉速這兩個重要指標,再參考〈矩-頻特性〉,就可以選擇出適合自己的步進電機。如果您認為自己選出的電機太大,可以考慮加配減速裝置,這樣可以節約成本,也可以使您的設計更靈活。要選擇好合適的減速比,要綜合考慮力矩和速度的關係,選擇出最佳方案。

4.最後還要考慮留有一定的(如50%)力矩餘量和轉速餘量。

5.可以先選擇混合式步進電機,如果由於**因素,可以選取反應式步進電機。

6.盡量選取細分驅動器,且使驅動器工作在細分狀態。

7.選取時且勿走入只看電機力矩這乙個指標的誤區,也就是說並非電機的扭矩越大越好,要和速度指標一起考慮。

8.超小型驅動器和微型驅動器是靠外殼作為散熱器的,應固定在較大、較厚的金屬板上或外加風機散熱,如果沒有散熱條件,而驅動器又工作在轉速較低的場合(這時驅動器發熱較大),可以選用帶風機的大型驅動器代替。

要使系統協調運轉,電機選型是比較重要的一環。在此介紹一些有關選型的事項,供大家參考。

由於電機直接與外界負載相關聯,因此,可以先從電機著手。選型步進電機大致可分為以下幾個步驟:

1.計算負載轉矩

假設系統力學模型如下圖所示:

已知條件如下:

所用絲杆為滾珠螺桿,直徑 d=2omm,長度 l=1 公尺,負載 p=5okg,z1、z2 為傳動齒輪,z1 分度圓直徑為 d1=200mm,z2 分度圓直徑為 d2=100mm,寬度為 2 厘公尺μ為摩擦係數,在此設其為μ=0.2,電機啟動速度 vo=300rpm,執行速度 v1=900rpm,加速時間 t=200ms,由此可求得負載轉矩如下:

t=9.8μ×pd/2/1000

=9.8×0.2×50×20/2/1000

=0.98 (牛公尺)

2.計算傳動構件的轉動慣量

滾珠螺桿轉動慣量:

io =1.57(r^4)ρl為密度

=1.57 × (0.01^4) × 7800 × 1

= 0.012 (千克-公尺平方)

同理可分別求得 z1 與 z2 轉動慣量,假定求得:

z1 轉動慣量為:i1=0.024(幹克·公尺平方)

z2轉動慣量為:i2=0.0015(千克·公尺平方)

3. 計算傳動比:l21=d1/d2=2

4. 計算電機起動轉矩

tm=t/i21+(lo+i1)ξ/l 21+l2為電機的角加速度,此處 =314

=0.98/2+(0.012+0.024)×314/2+0.0015×314

=0.49+5.652+0.471

=6.613(牛公尺)

考慮到其他因素的影晌,將其乘上一係數k,此係數請以實際情況斟酌選取。在此令k =1.5,則tk=k×tm=6.613×1.5=9.9 (牛·公尺)。

5. 選取電機

據 v1=900rpm(若是兩相電機,其脈衝頻率為3000),tk=9.9(牛·公尺) 查詢選型手冊,選出合適電機。

6. 根據所選電機額定電流選出與其匹配的驅動器 , 驅動器的額定電流應比電機額定電流略大。

為由上述計算可見,由傳動構件帶來的額外轉矩不可忽略 , 在進行設計時應多加注意。由於計算轉矩較為繁瑣 , 在實際應用中可根據系統機構大致估算所需轉矩。下面列出一些電機轉速在 8 轉/秒以內匹配成功率較高的應用(滾珠螺桿傳動),供大家參考。

步進電機選型計算方法

必要脈衝數和驅動脈衝數速度計算的示例 下面給出的是乙個3相步進電機必要脈衝數和驅動脈衝速度的計算示例。這是乙個實際應用例子,可以更好的理解電機選型的計算方法。驅動滾軸絲杆 如下圖,3相步進電機 1.2 步 驅動物體運動1秒鐘,則必要脈衝數和驅動脈衝速度的計算方法如下 如果採用自啟動方式驅動1秒鐘,則...

步進電機的選型計算方法

步進電機是一種能將數字輸入脈衝轉換成旋轉或直線增量運動的電磁執行元件。每輸入乙個脈衝電機轉軸步進乙個步距角增量 步進電機是一種能將數字輸入脈衝轉換成旋轉或直線增量運動的電磁執行元件。每輸入乙個脈衝電機轉軸步進乙個步距角增量。電機總的回轉角與輸入脈衝數成正比例,相應的轉速取決於輸入脈衝頻率。步進電機是...

步進電機的計算與選型實用計算

對於步進電動機的計算與選型,通常可以按照以下幾個步驟 1 根據機械系統結構,求得加在步進電動機轉軸上的總轉動慣量 2 計算不同工況下加在步進電動機轉軸上的等效負載轉矩 3 取其中最大的等效負載轉矩,作為確定步進電動機最大靜轉矩的依據 4 根據執行矩頻特性 起動慣頻特性等,對初選的步進電動機進行校核。...