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如何步进电机选型

步进电机选型,其实就是确定步进电机拖动负载所需要的扭矩。最简单的方法是在负载轴上加一杠杆,用弹簧秤拉动杠杆,拉力乘以力臂长度既是负载力矩。M=fXs或者根据负载特性从理论上计算出来。目前步进电机只标注最大静转距,步进电机的最大静转距不超过50Nm,力矩越大,成本越高,如果您所选择的电机力矩较大或超过此范围,可以考虑加配减速装置或者使用伺服电机。

下面我们举起个选型的实例:

案例1:一台设备,用同步带轮带动15KG的负载,轮子的直径为38MM,假定摩擦系统数0.2。则扭矩T=u.m.g.r=0.2*15*9.8*0.019=0.5586NM。如果要求速度的话,选用57BYGH306的电机,如果对速度没有多大的要求,可以选用57BYGH101的电机,但是这个同步带轮的直径太小,移动物体也会很慢的。同步带轮的直径大,移动物体的速度会加快,这时需要的步进电机的扭力也要相应的增大。这里没有将步进电机外的机械部分的效率算进去,一般都以90%算,大家再除以一个0.9,最后结果是0.62NM。

效率=输出功率/输入功率 (输入到输出有机械损耗的,是描述机械损耗的)。 摩擦系数η:是描述物体表面光滑程度的,在计算物体表面滑动时才用到的 F=η*m*g, η:摩擦系数,物体m:质量,g:重力加速度。

比如:计算丝杆扭矩 T=(u*m*g*p)/(2PI*η) u:摩擦系数,m:质量,g:重力加速度,p:丝杆螺距,PI:3.14,η:效率。计算力有摩擦肯定要用到摩擦系数(除非自由落体不考虑空气阻力时 重力F=mg)这里同时也考虑了机械损耗用到了效率η(是机械结构就要用到)
机械损耗要看机械做的精度好不好,一般用η=0.94

摩擦系数要看物体材料及表面光洁度,一般铁的接触摩擦系数用0.2(0.2比较大了,当然按最差的条件),如是滚珠丝杆的滚动摩擦系数在0.004-0.005。

例题:T=(0.005*50公斤*9.8*0.005米)/(2*3.14*0.94)=0.0020751457N.m

根据负载最大力矩和最高转速这两个重要指标,再参考〈矩-频特性〉,就可以选择出适合自己的步进电机。如果您认为自己选出的电机太大,可以考虑加配减速装置,这样可以节约成本,也可以使您的设计更灵活。要选择好合适的减速比,要综合考虑力矩和速度的关系,选择出最佳方案。关于运转速度,可看下面部分:
其次,确定步进电机的最高运行转速。转速指标在步进电机的选取时至关重要,步进电机的特性是随着电机转速的升高,扭矩下降,其下降的快慢和很多参数有关,如:驱动器的驱动电压、电机的相电流、电机的相电感、电机大小等等,一般的规律是:驱动电压越高,力矩下降越慢;电机的相电流越大,力矩下降越慢。在设计方案时,一般的规律应使电机的转速控制在几百转/分,当然高速也行,可以参考〈矩-频特性〉

效率=输出功率/输入功率 (输入到输出有机械损耗的,是描述机械损耗的)。 摩擦系数η:是描述物体表面光滑程度的,在计算物体表面滑动时才用到的 F=η*m*g, η:摩擦系数,物体m:质量,g:重力加速度