步進(jìn)電機的選用及步進(jìn)電機速度的計算方法，步進(jìn)電機是一種能將數字輸入脈沖轉換成旋轉或直線(xiàn)增量運動(dòng)的電磁執行元件。每輸入一個(gè)脈沖電機轉軸步進(jìn)一個(gè)步距角增量。電機總的回轉角與輸入脈沖數成正比例，相應的轉速取決于輸入脈沖頻率。

步進(jìn)電機的選用及步進(jìn)電機速度的計算方法，步進(jìn)電機是機電一體化產(chǎn)品中關(guān)鍵部件之一，通常被用作定位控制和定速控制。步進(jìn)電機慣量低、定位精度高、無(wú)累積誤差、控制簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。廣泛應用于機電一體化產(chǎn)品中，如：數控機床、包裝機械、計算機外圍設備、復印機、傳真機等。

步進(jìn)電機的選用及步進(jìn)電機速度的計算方法，選擇步進(jìn)電機時(shí)，首先要保證步進(jìn)電機的輸出功率大于負載所需的功率。而在選用功率步進(jìn)電機時(shí)，首先要計算機械系統的負載轉矩，電機的矩頻特性能滿(mǎn)足機械負載并有一定的余量保證其運行可*。在實(shí)際工作過(guò)程中，各種頻率下的負載力矩必須在矩頻特性曲線(xiàn)的范圍內。一般地說(shuō)最大靜力矩Mjmax大的電機，負載力矩大。

步進(jìn)電機的選用及步進(jìn)電機速度的計算方法，選擇步進(jìn)電機時(shí)，應使步距角和機械系統匹配，這樣可以得到機床所需的脈沖當量。在機械傳動(dòng)過(guò)程中為了使得有更小的脈沖當量，一是可以改變絲桿的導程，二是可以通過(guò)步進(jìn)電機的細分驅動(dòng)來(lái)完成。但細分只能改變其分辨率，不改變其精度。精度是由電機的固有特性所決定。

步進(jìn)電機的選用及步進(jìn)電機速度的計算方法，選擇功率步進(jìn)電機時(shí)，應當估算機械負載的負載慣量和機床要求的啟動(dòng)頻率，使之與步進(jìn)電機的慣性頻率特性相匹配還有一定的余量，使之最高速連續工作頻率能滿(mǎn)足機床快速移動(dòng)的需要。

選擇步進(jìn)電機需要進(jìn)行以下計算：

（1）計算齒輪的減速比

根據所要求脈沖當量，齒輪減速比i計算如下:

i=(φ.S)/(360.Δ) (1-1) 式中φ ---步進(jìn)電機的步距角（o/脈沖）

S ---絲桿螺距（mm）

Δ---(mm/脈沖)

（2）計算工作臺，絲桿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 ----絲桿慣量(Kg.cm.s2) W---工作臺重量（N）

S ---絲桿螺距（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(dòng)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(shí)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---摩擦系數

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(dòng)頻率估算。數控系統控制電機的啟動(dòng)頻率與負載轉矩和慣量有很大關(guān)系，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(dòng)頻率（Hz）

fq0---空載起動(dòng)頻率

Ml---起動(dòng)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(wú)法精確確定,則可按fq=1/2fq0進(jìn)行估算.

（5）運行的最高頻率與升速時(shí)間的計算。由于電機的輸出力矩隨著(zhù)頻率的升高而下降，因此在最高頻率 時(shí)，由矩頻特性的輸出力矩應能驅動(dòng)負載，并留有足夠的余量。

（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(jìn)給速度時(shí)，由矩頻特性決定的電機輸出力矩要大于Mf與Mt之和，并留有余量。一般來(lái)說(shuō)，Mf與Mt之和應小于（0.2 ～0.4）Mmax.