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漢德保步進(jìn)電機選型的指導

文章出處：漢德保(HDB MOTOR)電機 人氣：5206發(fā)表時(shí)間：2018-10-31

      在設計一個(gè)新的設備時(shí)，如何選擇合適的步進(jìn)電機呢？基本思路如下：
1、確定機械傳動(dòng)結構
比如直接連接、絲桿傳動(dòng)、皮帶傳動(dòng)等等。這時(shí)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(dòng)要求等等。
2、確定需要的分辨率
根據選定的機械結構和整機要求，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、根據機械傳動(dòng)要求，確定運轉模式
也即根據機械移動(dòng)，定位和時(shí)間要求來(lái)確定步進(jìn)電機運轉的速度，角度和加減速曲線(xiàn)。
3.1 計算運轉脈沖數
脈沖數=（要求的位移量360°/電機轉一圈的位移量步距角）×（360°/步距角）
3.2 確定運行曲線(xiàn)和計算脈沖頻率
一般來(lái)說(shuō)運行曲線(xiàn)使用矩形和梯形兩種。
☆矩形曲線(xiàn)
電機直接以運行頻率啟動(dòng)，運轉到位后直接停止。這種運轉方式需要非常大的加速扭矩。
脈沖頻率=運轉脈沖數/定位時(shí)間
☆梯形曲線(xiàn)
電機由較低的頻率啟動(dòng)，加速到要求速度，運行一定時(shí)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降低。通常加減速度時(shí)間設定為定位時(shí)間的25% 左右。根據實(shí)際情況確定啟動(dòng)頻率，啟動(dòng)時(shí)間（也可以考慮在多少個(gè)脈沖數后加速到運行頻率）
4、計算需要的轉矩
4.1 計算負載轉矩
這是在機械結構正常運行時(shí)電機需要提供的克服各部分摩擦阻力的轉矩。負載轉矩根據不同的機械結構和負載種類(lèi)而異，可以進(jìn)行理論計算和實(shí)際測量。
4.2 計算加速度轉矩

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(lái)需要的轉矩。

矩形驅動(dòng)時(shí)加速轉矩

轉矩計算

梯形驅動(dòng)時(shí)加速轉矩

加速轉矩計算方法

JO= 轉子慣量[kg.m2]
JL= 全負載慣量[kg.m2]
θs= 馬達步距角[° /STEP]
f2= 運轉脈沖速度[Hz]
f1= 啟動(dòng)脈沖速度[Hz]
f= 矩形驅動(dòng)時(shí)的運轉脈沖速度[Hz]
t1= 加（減）速時(shí)間[S]
4.3 計算需要轉矩
需要轉矩=（負載轉矩+ 加速轉矩）× 安全系數
安全系數通常設置為1.5-2.0 倍。
5、查看電機矩頻曲線(xiàn)，確定電機造型
根據上面計算好的電機運行頻率和需要力矩確定工作點(diǎn)，查看相關(guān)電機的矩步曲線(xiàn)，選擇運行力矩（又稱(chēng)牽引力矩）曲線(xiàn)在工作點(diǎn)之上相的相對應的電機。再查看該電機的啟動(dòng)力矩（又稱(chēng)牽入力矩）曲線(xiàn)，確定在啟動(dòng)頻率點(diǎn)上電機可以提供足夠的轉矩。
6、選定型號后，需再確認一下慣量比
慣量比=機械結構的全慣量/電機轉子的慣量
如果慣量比過(guò)大，則啟動(dòng)停止時(shí)的過(guò)沖和回沖會(huì )變大，從而影響啟動(dòng)和整定的時(shí)間，也可能出現無(wú)法啟動(dòng)的現象。慣量比超出以下參考值時(shí)，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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