zhongchaogege 发表于 2008-11-3 15:20:54

步进电机的选用计算方法 【恢复】

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. 



步进电机和交流伺服电机是运动控制系统中最常用的两种执行电动机。在电机选型过程中，必须首先计算出负载通过机械传动系统对电机轴的折算扭矩（T折），下面就几中常见的机械传动方式介绍折算扭矩（T折）的计算过程。



1、 重物提升

T折= (m×g×D) /(2×i) 



2、丝杠螺母传动

T折= 1/I((F×t)/(2×π ×η)+Tb)  F=F0+μmg 



3、同步带或齿轮齿条传动

T折=(F×D)/( 2×i ×η)  F=F0+μmg 

li0713 发表于 2008-12-15 21:37:36

好东西！！正用着呢！！谢谢！！

s1e2a3ai 发表于 2008-12-1 23:38:46

好东西大家分享~

sonic5566 发表于 2008-11-15 22:10:24

飘过。。。。

zhongchaogege 发表于 2008-11-15 20:59:35

我很乐意祝人的。。。。呵呵

watter 发表于 2008-11-14 20:01:13

好东西,谢谢

tree22 发表于 2008-11-4 14:17:31

学习

linfeng286 发表于 2008-11-4 09:59:27

mark

cgbabc 发表于 2008-11-4 08:37:19

学习了

DotNet 发表于 2008-11-4 01:04:59

支持,谢谢.

armok 发表于 2008-11-4 00:38:44

kaif_w 发表于 2008-11-3 21:47:27

   谢谢共享~~~~~~~~

spy2008 发表于 2008-11-3 16:17:50

学习

zhangdalin777 发表于 2010-5-19 11:40:12

谢谢了

liangyurongde 发表于 2010-5-19 13:24:30

mark

cndavy 发表于 2010-5-20 11:45:29

mark

ITOP 发表于 2010-5-20 12:35:50

学习！！

ztom 发表于 2010-5-20 13:36:53

谢谢。mark

albert_lu 发表于 2010-12-25 20:19:52

mark

ringan865 发表于 2010-12-26 21:37:55

mark

willex 发表于 2010-12-31 17:13:17

学习了。非常感谢！

464736921 发表于 2011-1-12 14:55:15

谢谢

tcwb201 发表于 2011-1-18 22:01:46

MARK 好东西！

lingaoxun 发表于 2011-1-18 22:41:24

MCU678 发表于 2011-4-7 20:39:44

支持,谢谢

www1519 发表于 2011-4-7 21:58:10

mark

yujiaizhuer 发表于 2011-4-7 22:29:54

非常感谢！！

hawkflyking 发表于 2011-4-7 22:34:49

Mark!

hu7215 发表于 2011-4-9 15:29:00

支持,谢谢

xytzc 发表于 2011-4-9 17:31:46

mark

bingshuihuo888 发表于 2011-4-9 22:33:57

好东东,记号一下.

wpnx 发表于 2011-4-10 12:18:38

mark

red_pig 发表于 2011-4-10 12:37:33

mark

sakulaka 发表于 2011-4-11 09:50:15

正在学习！谢谢楼主分享

hebill 发表于 2011-8-24 00:37:53

好东西,mark

MCU678 发表于 2011-8-24 02:22:57

MARK

mahongtu870204 发表于 2011-8-25 10:58:47

想成为正是的会员啊阿莫老大让我多说话啊

ken_ly 发表于 2011-8-25 23:05:35

mark

babaiwangqi 发表于 2011-8-30 22:04:23

希望楼主写一篇关于步进电机和伺服电机的精度分析的文章。在两者之间如何选型，貌似伺服电机的价格要高出蛮多的。

hong_hong789 发表于 2011-8-31 10:39:17

好东西,谢谢

luolj 发表于 2011-9-1 14:23:41

好！

tiantianxuexi 发表于 2011-9-5 12:26:13

谢谢楼主的分享！正好可以学习下

543437628 发表于 2011-9-6 22:43:51

实际运用有点难！没有办法测量！

lihe 发表于 2011-12-27 13:30:30

谢谢。

babaiwangqi 发表于 2012-2-23 15:26:21

好贴！！！

CXDSEW 发表于 2012-2-24 20:05:03

学习了 谢谢

ky51 发表于 2012-7-9 16:21:56

morion 发表于 2012-7-9 16:54:27

好帖 mark了

just_be_fine 发表于 2012-7-20 15:08:34

学习了，谢谢LZ，MARK~

kakags 发表于 2012-7-20 23:43:37

mark一下

haoye 发表于 2012-8-30 08:21:59

{:handshake:}很好的东西，学习了

kenson 发表于 2012-8-30 08:23:04

怎么一下子有这么多步进的资料呢？ 好东西收藏。

kxm2008 发表于 2012-8-30 08:45:56

感谢分享

jz701209李 发表于 2012-8-31 20:22:20

学习学习,谢谢

lby7575 发表于 2012-12-25 10:53:51

从基础学起

iversonY 发表于 2013-9-21 15:06:38

好多参数都没有，实际运用起来不好操作吧

dtdzlujian 发表于 2013-9-29 07:17:21

非常好的资料

ywl0409 发表于 2013-9-29 07:56:45

还有热和损耗，都应考虑进去。
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