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漢德保步進電機選型的指導(dǎo)

文章出處：漢德保(HDB MOTOR)電機人氣：5190發(fā)表時間：2018-10-31

在設(shè)計一個新的設(shè)備時，如何選擇合適的步進電機呢？基本思路如下：

1、確定機械傳動結(jié)構(gòu)

比如直接連接、絲桿傳動、皮帶傳動等等。這時要考慮到一些對電機機械上的要求，比如大概可接受尺寸、安裝要求、電機徑向、軸向受力及竄動要求等等。

2、確定需要的分辨率

根據(jù)選定的機械結(jié)構(gòu)和整機要求，確定電機的分辨率，即步距角，例如要選用0.9°或是1.8°的電機。

3、根據(jù)機械傳動要求，確定運轉(zhuǎn)模式

也即根據(jù)機械移動，定位和時間要求來確定步進電機運轉(zhuǎn)的速度，角度和加減速曲線。

3.1 計算運轉(zhuǎn)脈沖數(shù)

脈沖數(shù)=（要求的位移量360°/電機轉(zhuǎn)一圈的位移量步距角）×（360°/步距角）

3.2 確定運行曲線和計算脈沖頻率

一般來說運行曲線使用矩形和梯形兩種。

☆矩形曲線

電機直接以運行頻率啟動，運轉(zhuǎn)到位后直接停止。這種運轉(zhuǎn)方式需要非常大的加速扭矩。

脈沖頻率=運轉(zhuǎn)脈沖數(shù)/定位時間

☆梯形曲線

電機由較低的頻率啟動，加速到要求速度，運行一定時間后要求再減速然后停止。這樣速度變化較為緩慢，對加速扭矩要求可適當(dāng)降低。通常加減速度時間設(shè)定為定位時間的25% 左右。根據(jù)實際情況確定啟動頻率，啟動時間（也可以考慮在多少個脈沖數(shù)后加速到運行頻率）

4、計算需要的轉(zhuǎn)矩

4.1 計算負載轉(zhuǎn)矩

這是在機械結(jié)構(gòu)正常運行時電機需要提供的克服各部分摩擦阻力的轉(zhuǎn)矩。負載轉(zhuǎn)矩根據(jù)不同的機械結(jié)構(gòu)和負載種類而異，可以進行理論計算和實際測量。

4.2 計算加速度轉(zhuǎn)矩

這是把負載從靜止加速到運行速度和把運行負載所停下來需要的轉(zhuǎn)矩。

矩形驅(qū)動時加速轉(zhuǎn)矩

轉(zhuǎn)矩計算

梯形驅(qū)動時加速轉(zhuǎn)矩

加速轉(zhuǎn)矩計算方法

JO= 轉(zhuǎn)子慣量[kg.m2]

JL= 全負載慣量[kg.m2]

θs= 馬達步距角[° /STEP]

f2= 運轉(zhuǎn)脈沖速度[Hz]

f1= 啟動脈沖速度[Hz]

f= 矩形驅(qū)動時的運轉(zhuǎn)脈沖速度[Hz]

t1= 加（減）速時間[S]

4.3 計算需要轉(zhuǎn)矩

需要轉(zhuǎn)矩=（負載轉(zhuǎn)矩+ 加速轉(zhuǎn)矩）× 安全系數(shù)

安全系數(shù)通常設(shè)置為1.5-2.0 倍。

5、查看電機矩頻曲線，確定電機造型

根據(jù)上面計算好的電機運行頻率和需要力矩確定工作點，查看相關(guān)電機的矩步曲線，選擇運行力矩（又稱牽引力矩）曲線在工作點之上相的相對應(yīng)的電機。再查看該電機的啟動力矩（又稱牽入力矩）曲線，確定在啟動頻率點上電機可以提供足夠的轉(zhuǎn)矩。

6、選定型號后，需再確認(rèn)一下慣量比

慣量比=機械結(jié)構(gòu)的全慣量/電機轉(zhuǎn)子的慣量

如果慣量比過大，則啟動停止時的過沖和回沖會變大，從而影響啟動和整定的時間，也可能出現(xiàn)無法啟動的現(xiàn)象。慣量比超出以下參考值時，建議選用大一號的電機或者另加齒輪減速箱。慣量比參考值：20、28、35 電機建議5 以下：42、57、86、110 電機建議10 以下。

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