步進電機的選用計算方法

bujindianjishiyizhongnengjiangshuzishurumaichongzhuanhuanchengxuanzhuanhuozhixianzengliangyundongdediancizhixingyuanjian。meishuruyigemaichongdianjizhuanzhoubujinyigebujujiaozengliang。dianjizongdehuizhuanjiaoyushurumaichongshuchengzhengbili，xiangyingdezhuansuqujueyushurumaichongpinlv。
 步進電機是機電一體化產品中關鍵部件之一
，通常被用作定位控製和定速控製。步進電機慣量低、定位精度高、無累積誤差
、控製簡單等特點。廣泛應用於機電一體化產品中，如：數控機床、包裝機械、計算機外圍設備、複印機
、傳真機等。
  xuanzebujindianjishi
，shouxianyaobaozhengbujindianjideshuchugonglvdayufuzaisuoxudegonglv。erzaixuanyonggonglvbujindianjishi
，shouxianyaojisuanjixiexitongdefuzaizhuanju
，dianjidejupintexingnengmanzujixiefuzaibingyouyidingdeyuliangbaozhengqiyunxingke*　。在實際工作過程中
，各種頻率下的負載力矩必須在矩頻特性曲線的範圍內。一般地說最大靜力矩mjmax大的電機，負載力矩大。
  選(xuan)擇(ze)步(bu)進(jin)電(dian)機(ji)時(shi)，應(ying)使(shi)步(bu)距(ju)角(jiao)和(he)機(ji)械(xie)係(xi)統(tong)匹(pi)配(pei)，這(zhe)樣(yang)可(ke)以(yi)得(de)到(dao)機(ji)床(chuang)所(suo)需(xu)的(de)脈(mai)衝(chong)當(dang)量(liang)。在(zai)機(ji)械(xie)傳(chuan)動(dong)過(guo)程(cheng)中(zhong)為(wei)了(le)使(shi)得(de)有(you)更(geng)小(xiao)的(de)脈(mai)衝(chong)當(dang)量(liang)，一(yi)是(shi)可(ke)以(yi)改(gai)變(bian)絲(si)杆(gan)的(de)導(dao)程(cheng)
，二(er)是(shi)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)步(bu)進(jin)電(dian)機(ji)的(de)細(xi)分(fen)驅(qu)動(dong)來(lai)完(wan)成(cheng)。但(dan)細(xi)分(fen)隻(zhi)能(neng)改(gai)變(bian)其(qi)分(fen)辨(bian)率(lv)，不(bu)改(gai)變(bian)其(qi)精(jing)度(du)。精(jing)度(du)是(shi)由(you)電(dian)機(ji)的(de)固(gu)有(you)特(te)性(xing)所(suo)決(jue)定(ding)。
  選(xuan)擇(ze)功(gong)率(lv)步(bu)進(jin)電(dian)機(ji)時(shi)，應(ying)當(dang)估(gu)算(suan)機(ji)械(xie)負(fu)載(zai)的(de)負(fu)載(zai)慣(guan)量(liang)和(he)機(ji)床(chuang)要(yao)求(qiu)的(de)啟(qi)動(dong)頻(pin)率(lv)，使(shi)之(zhi)與(yu)步(bu)進(jin)電(dian)機(ji)的(de)慣(guan)性(xing)頻(pin)率(lv)特(te)性(xing)相(xiang)匹(pi)配(pei)還(hai)有(you)一(yi)定(ding)的(de)餘(yu)量(liang)，使(shi)之(zhi)最(zui)高(gao)速(su)連(lian)續(xu)工(gong)作(zuo)頻(pin)率(lv)能(neng)滿(man)足(zu)機(ji)床(chuang)快(kuai)速(su)移(yi)動(dong)的(de)需(xu)要(yao)。
選擇步進電機需要進行以下計算：
（1）計算齒輪的減速比
根據所要求脈衝當量，齒輪減速比i計算如下:
i=(φ.s)/(360.δ) (1-1) 式中φ ---步進電機的步距角（o/脈衝）
s ---絲杆螺距（mm）
δ---(mm/脈衝)
（2）計算工作台

，絲杆以及齒輪折算至電機軸上的慣量jt。
jt=j1+（1/i2）[(j2+js)+w/g（s/2π）2） （1-2）
式中jt ---折算至電機軸上的慣量(kg.cm.s2)
j1
、j2 ---齒輪慣量(kg.cm.s2)
js ----絲杆慣量(kg.cm.s2) w---工作台重量（n）
s ---絲杆螺距（cm）
（3）計算電機輸出的總力矩m
m=ma+mf+mt （1-3）
ma=（jm+jt）.n/t×1.02×10ˉ2 （1-4）
式中ma ---電機啟動加速力矩（n.m）
jm、jt---電機自身慣量與負載慣量(kg.cm.s2)
n---電機所需達到的轉速（r/min）
t---電機升速時間（s）
mf=(u.w.s)/(2πηi)×10ˉ2 （1-5）
mf---導軌摩擦折算至電機的轉矩（n.m）
u---摩擦係數
η---傳遞效率
mt=(pt.s)/(2πηi)×10ˉ2 （1-6）
mt---切削力折算至電機力矩（n.m）
pt---最大切削力（n）
（4）負載起動頻率估算。數控係統控製電機的啟動頻率與負載轉矩和慣量有很大關係
，其估算公式為
fq=fq0[(1-(mf+mt))/ml]÷(1+jt/jm)] 1/2 （1-7）
式中fq---帶載起動頻率（hz）
fq0---空載起動頻率
ml---起動頻率下由矩頻特性決定的電機輸出力矩（n.m）
若負載參數無法精確確定,則可按fq=1/2fq0進行估算.
（5）運行的最高頻率與升速時間的計算。由於電機的輸出力矩隨著頻率的升高而下降，因此在最高頻率 時，由矩頻特性的輸出力矩應能驅動負載

，並留有足夠的餘量。
（6）負載力矩和最大靜力矩mmax。負載力矩可按式（1-5）和式（1-6）計算，電機在最大進給速度時，由矩頻特性決定的電機輸出力矩要大於mf與mt之和，並留有餘量。一般來說

，mf與mt之和應小於（0.2 ～0.4）mmax.
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