一、步進電機怎么選型

步進(jin)電(dian)機(ji)選(xuan)型需要科學計算(suan)選(xuan)擇(ze)合(he)適(shi)的電(dian)機(ji)。除了注意法(fa)蘭(lan)尺寸、相數(shu)、電(dian)機(ji)長度、軸長、引出線數(shu)外，還(huan)要計算(suan)扭(niu)矩、電(dian)流(liu)等，確定(ding)配套的驅(qu)動器。

1、步進電機轉矩的選擇

步進電機的(de)(de)(de)保(bao)持轉矩(ju)類似于(yu)傳統電(dian)(dian)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)“功(gong)率”。當然(ran)，也有本質區(qu)別(bie)。步(bu)進電(dian)(dian)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)物(wu)理結構與交直流電(dian)(dian)機(ji)(ji)完全不同，電(dian)(dian)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)輸出(chu)功(gong)率是(shi)可變(bian)的(de)(de)(de)。通常，根據需要的(de)(de)(de)扭矩(ju)（即(ji)被(bei)驅動物(wu)體的(de)(de)(de)扭矩(ju)）來(lai)選(xuan)擇(ze)(ze)(ze)哪種類型的(de)(de)(de)電(dian)(dian)機(ji)(ji)。例如(ru)扭矩(ju)為(wei)0.6NM以(yi)下，選(xuan)擇(ze)(ze)(ze)28、35、42（電(dian)(dian)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)本體直徑(jing)或方形(xing)度，單位：mm；如(ru)果(guo)扭矩(ju)大于(yu)0.6nm，選(xuan)擇(ze)(ze)(ze)57電(dian)(dian)機(ji)(ji)比較合(he)適。如(ru)果(guo)扭矩(ju)為(wei)幾牛米以(yi)上，選(xuan)用86、110等規格的(de)(de)(de)步(bu)進電(dian)(dian)機(ji)(ji)。

2、步進電機相數選擇

很(hen)多(duo)客戶很(hen)少注意步進(jin)電(dian)機(ji)(ji)相(xiang)數(shu)的(de)選擇(ze)，大多(duo)是隨(sui)便買的(de)。事實上，不同相(xiang)數(shu)的(de)電(dian)機(ji)(ji)工作(zuo)效果(guo)是不同的(de)。相(xiang)數(shu)越(yue)多(duo)（常(chang)用的(de)有二(er)相(xiang)、三相(xiang)和五相(xiang)），步距角可以越(yue)小，運行時(shi)的(de)振(zhen)動(dong)也比(bi)較小。在(zai)大多(duo)數(shu)情況(kuang)下，經常(chang)使用兩相(xiang)電(dian)機(ji)(ji)。在(zai)高速大扭矩的(de)工作(zuo)環境中，選擇(ze)三相(xiang)步進(jin)電(dian)機(ji)(ji)。

3、步進電機轉速的選擇

還應(ying)特(te)別考慮電(dian)機(ji)的速(su)(su)(su)度。因為(wei)電(dian)機(ji)的輸出扭(niu)矩與轉速(su)(su)(su)成反(fan)比。也就是說，在低(di)速(su)(su)(su)時（每分鐘幾(ji)百轉以下，它的輸出扭(niu)矩很(hen)大(da)），而在高(gao)速(su)(su)(su)時（1000轉--9000轉），扭(niu)矩很(hen)小(xiao)。當然(ran)，有(you)些工況需(xu)要(yao)高(gao)速(su)(su)(su)電(dian)機(ji)，所以需(xu)要(yao)測量步進(jin)電(dian)機(ji)的線圈電(dian)阻、電(dian)感等指標。選(xuan)擇(ze)電(dian)感較小(xiao)的電(dian)機(ji)作為(wei)高(gao)速(su)(su)(su)電(dian)機(ji)可以獲得較大(da)的輸出轉矩。反(fan)之，當要(yao)求(qiu)低(di)速(su)(su)(su)大(da)扭(niu)矩時，最好選(xuan)擇(ze)十(shi)幾(ji)或幾(ji)十(shi)MH的電(dian)感，大(da)一點的電(dian)阻。

4、步進電機空載啟動頻率的選擇

步進電(dian)(dian)機(ji)的空載啟(qi)(qi)動(dong)頻率(lv)(lv)通(tong)(tong)常稱為“空載啟(qi)(qi)動(dong)頻率(lv)(lv)”。這(zhe)(zhe)是選擇(ze)電(dian)(dian)機(ji)的一個比(bi)較(jiao)重要的指標。如果要求瞬(shun)間頻繁啟(qi)(qi)停(ting)，且轉速在(zai)1000轉左右（或更高(gao)），通(tong)(tong)常需要“加(jia)速啟(qi)(qi)動(dong)”。如果需要直接啟(qi)(qi)動(dong)實現高(gao)速運行(xing)，最好選擇(ze)無功或永磁電(dian)(dian)機(ji)。這(zhe)(zhe)些電(dian)(dian)機(ji)的“怠速頻率(lv)(lv)”相對較(jiao)高(gao)。

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二、步進電機選型計算方法

在選擇步進電機時如何(he)選型(xing)計算方法(fa)，具(ju)體如下。

1、電機最大速度選擇

步進電機最大速度(du)范圍(wei)為600-1000rpm。機械傳動系統要根(gen)據此參數(shu)進行設計。

2、電機步距角選擇

機(ji)械傳(chuan)動比確(que)定后，可根據控制系(xi)統(tong)的(de)(de)定位精度選擇步(bu)進電機(ji)的(de)(de)步(bu)距角(jiao)(jiao)及驅動器的(de)(de)細(xi)分等(deng)級(ji)，一般選電機(ji)的(de)(de)一個步(bu)距角(jiao)(jiao)對應于(yu)(yu)系(xi)統(tong)的(de)(de)定位精度的(de)(de)1/2或(huo)更小。注意：當細(xi)分等(deng)級(ji)大于(yu)(yu)1/4后，步(bu)距角(jiao)(jiao)的(de)(de)精度不(bu)能保證。

3、電機力矩選擇

轉動慣量計算

在(zai)旋(xuan)轉運(yun)動(dong)中，物(wu)體(ti)的(de)(de)轉動(dong)慣量(liang)J對應于直線(xian)運(yun)動(dong)中的(de)(de)物(wu)體(ti)質量(liang)。要計算(suan)系統(tong)在(zai)加速(su)過程中的(de)(de)動(dong)態載荷，就必須計算(suan)物(wu)體(ti)的(de)(de)轉動(dong)慣量(liang)J和角(jiao)加速(su)度w，然后得(de)出慣性(xing)力矩T=J*w。

物(wu)體(ti)的轉動慣量為(wei)：J=∫r2pdV，式中dV為(wei)體(ti)積元，p為(wei)物(wu)體(ti)密度(du)，r為(wei)體(ti)積元與轉軸的距離。單位：Kgm2。以圓柱體(ti)為(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）

將負載質量換算成電機(ji)(ji)輸(shu)出軸上的轉動慣量，常見傳動機(ji)(ji)構與(yu)公式(shi)如下：

1）滾珠絲杠

J=W（1/2π*BP/103）2*GL2

W：可動(dong)部分總質量（Kg）

BP：絲杠螺距（mm）

GL：減速比

2）齒條和小齒輪、傳送帶(dai)、鏈(lian)條傳動

J=W（1/2*D/103）2*GL2

W：可動(dong)部分總(zong)質量（Kg）

D：小齒輪直(zhi)徑(jing)（mm）

鏈輪直(zhi)徑(jing)（mm）

GL：減速比

3）旋轉(zhuan)體、轉(zhuan)盤(pan)驅動(dong)

J=（J1+W（L/103）2）*GL2

J1：轉盤的慣性(xing)矩

W：轉盤上(shang)物體的質量（Kg）

L：物體(ti)與旋轉軸的距離（mm）

GL：減速比

4、加速度計算

控制系統要定位準確，物體運動必須有加減速(su)過(guo)程。

已(yi)知(zhi)加速度時間△t、最大速度Vmax，很容易算(suan)出電機的角加速度：w=Vmax/△t（rad/s2）

5、電機力矩計算

T=（J*w+TL）/n，其中：TL為系統(tong)外力折算(suan)到電機(ji)上的(de)(de)力矩；n為傳動系統(tong)的(de)(de)效率。

根(gen)據(ju)計算出的(de)力矩T再加上一定(ding)的(de)安全系數，即可選出電機(ji)的(de)型(xing)號(hao)。