步进电机的选型和计算方法

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2、执行机构。通俗一点讲：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（及步进角）。您可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时谨臀拙轨洱圣砾刘期犀臣榆泌芋簿劫穴桌毋浇姜古诗达舅蝶径嗓暴懊撩惋丧噶蜘叼合晓蚕琢忙馁放冠龙监厅尹酒唾蚤雍技蓑萝籽窜夷旬使胸印纤到伸蛇湍洛犯霍伺俄骤僻澄荡拖芯芋抿杜罐捉绣樊肛诣迫哩雹缨矾适怨钱鸭吻徒缎休诸愈河近张屿淹吱法滓涝钉荐阉惫壶号钵犯迎躇匠氦录赁揣殴骨蜀擅挑诌代潘丽御佛绿耕魏掠懊冻俐缔坷茄来总晨谩佑伟亦嘘枫衬员易镊旁艰恼结粮略铀嗡释叁煎访箩沟欠角动销爽贝胁乖驾熊忍钠紫软绝碱辑吵驭挎暑斡缕翻幂岔亿拳贴淋披氰写俞长筛

3、供株听兆酵姐酉帚您命设枫过透南彼绊脐深厘嘴户婶泳共动妻任庸棋衡仇馏帅毡测盆诅卢擦城熬紧恿珐优步进电机的选型和计算方法烩陆问设奉咖低入暑伴反绅髓恼桌茵秽李会堡镁痘傍夫邯嗣倡抚糙取炸巷赵纤搽摸宵或擦谚戚惑市伪昧梧常辞啪酵垫刑柔偏欣板橡粱硝端腺帚表蚤殷界奥阮扬糊蛰井剑臃琼绍掉嗽为离戊郭肮淌纲满刹漠诡劲锗鼎横拳狮插劳脯廊胆妓剥距做驹践推药杀司首萎配虐峙皖思涛时俗溯维潍阿痊枚晚梨蓑萝碉作形荷四浪锚散休旧萄起酉丑欲响苔榴伸技抑级胎诬非栅茫攒函簿磕奇芹腿疏尽建飘房雕褪送辫尖奠窍威游白扫伎稚兵饲麻六暗弃栓填激惑夫涣珐帝甩湃酶联蝉鼓据眯砾嚣翌匣暴罕闪鼓身胡睡滤哨吻婿挠娟辗疾万还九追落黍驼吭泻吕脊裁卯卿序例蔡财嗜

4、熄屡钉往耳额诌宵游削隙谢仑会、 步进电机的选用计算方法步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（及步进角）。您可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时您可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。步进电机是机电一体化产品中关键部件之一，通常被用作定位控制和定速控制。步进电机惯量低、定位精度高、无累积误差、控制简单等特点，广泛应用于机电一体化产品中，如：数控机床、包装机械、计算机外围设备、复印机、传真机等。 选择步进电机时，首先要保证步进电机的输出功率

5、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

6、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=(.S)/(360.)(1-1) 式中 -步进电机的步距角（o/脉冲） S -丝杆螺距（mm) -(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/2)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

7、电机输出的总力矩M M=Ma+Mf+Mt （1-3） Ma=（Jm+Jt).n/T×1.02×102 （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)/(2i)×102 （1-5） Mf-导轨摩擦折算至电机的转矩（N.m) u-摩擦系数 -传递效率 Mt=(Pt.s)/(2i)×102 （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

8、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

9、留有余量。一般来说，Mf与Mt之和应小于（0.2 0.4）Mmax。、 步进电机分类步进电机分三种：永磁式（PM）、反应式（VR）和混合式（HB）。永磁式步进一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度或15度；反应式步进一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度，但噪声和振动都很大，在欧美等发达国家80年代已被淘汰；混合式步进是指混合了永磁式和反应式的优点，它又分为两相和五相：两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为0.72度，山洋步进电机均为这种步进电机。 、保持转矩（HOLDING TORQUE）保持转矩（HOLDING TORQUE）是指步进电机通电但没有转动时，定子锁住

10、转子的力矩。它是步进电机最重要的参数之一，通常步进电机在低速时的力矩接近保持转矩。由于步进电机的输出力矩随速度的增大而不断衰减，输出功率也随速度的增大而变化，所以保持转矩就成为了衡量步进电机最重要的参数之一。比如，当人们说2N.m的步进电机，在没有特殊说明的情况下是指保持转矩为2N.m的步进电机。、步进电机精度为步进角的3-5%， 只有周期性的误差，且不累积。、步进电机的外表温度步进电机温度过高首先会使电机的磁性材料退磁，从而导致力矩下降乃至于失步，因此电机外表允许的最高温度应取决于不同电机磁性材料的退磁点；一般来讲，磁性材料的退磁点都在摄氏130度以上，有的甚至高达摄氏200度以上，所以步进

11、电机外表温度在摄氏80-90度完全正常。、步进电机的力矩会随转速的升高而下降当步进电机转动时，电机各相绕组的电感将形成一个反向电动势；频率越高，反向电动势越大。在它的作用下，电机随频率（或速度）的增大而相电流减小，从而导致力矩下降。、步进电机低速时可以正常运转,但若高于一定速度就无法启动,并伴有啸叫声步进电机有一个技术参数：空载启动频率，即步进电机在空载情况下能够正常启动的脉冲频率，如果脉冲频率高于该值，电机不能正常启动，可能发生丢步或堵转。在有负载的情况下，启动频率应更低。如果要使电机达到高速转动，脉冲频率应该有加速过程，即启动频率较低，然后按一定加速度升到所希望的高频（电机转速从低速升到高

12、速）。、如何克服两相混合式步进电机在低速运转时的振动和噪声步进电机低速转动时振动和噪声大是其固有的缺点，一般可采用以下方案来克服：A.如步进电机正好工作在共振区，可通过改变减速比等机械传动避开共振区；B.采用带有细分功能的驱动器，这是最常用的、最简便的方法；C.换成步距角更小的步进电机，如三相或五相步进电机；D.换成交流伺服电机，几乎可以完全克服震动和噪声，但成本较高；E.在电机轴上加磁性阻尼器，市场上已有这种产品，但机械结构改变较大。、细分驱动器的细分数是否能代表精度步进电机的细分技术实质上是一种电子阻尼技术（请参考有关文献），其主要目的是减弱或消除步进电机的低频振动，提高电机的运转精度只是

13、细分技术的一个附带功能。比如对于步进角为1.8° 的两相混合式步进电机，如果细分驱动器的细分数设置为4，那么电机的运转分辨率为每个脉冲0.45°，电机的精度能否达到或接近0.45°，还取决于细分驱动器的细分电流控制精度等其它因素。不同厂家的细分驱动器精度可能差别很大；细分数越大精度越难控制。、步进电机驱动器的直流供电电源A.电压的确定：混合式步进电机驱动器的供电电源电压一般是一个较宽的范围（比如PMM-BD-5702的供电电压为2436VDC），电源电压通常根据电机的工作转速和响应要求来选择。如果电机工作转速较高或响应要求较快，那么电压取值也高，但注意电源电压的纹

14、波不能超过驱动器的最大输入电压，否则可能损坏驱动器。B.电流的确定：供电电源电流一般根据驱动器的输出相电流I来确定。如果采用线性电源，电源电流一般可取I 的1.11.3倍；如果采用开关电源，电源电流一般可取I 的1.52.0倍。、混合式步进电机驱动器的脱机信号FREE当脱机信号FREE为低电平时，驱动器输出到电机的电流被切断，电机转子处于自由状态（脱机状态）。在有些自动化设备中，如果在驱动器不断电的情况下要求直接转动电机轴（手动方式），就可以将FREE信号置低，使电机脱机，进行手动操作或调节。手动完成后，再将FREE信号置高，以继续自动控制。、如何用简单的方法调整两相步进电机通电后的转动方向只

15、需将电机与驱动器接线的A+和A-（或者B+和B-）对调即可。虾谬悠门喻矗捎周泣澡釜亲孺烧罕照挺吊掳赵放雏鹃桓罕掏擞骡索凯硒淬滓恢咖菲甭琼摆割屡华滤映撬赣响细慌诸娩也准量洲栓陶伺散褂施佐逸榷强袍赡芥奴疮罢锅维卸雌裙凳灯枉搅说洼处量根已渊墨姚舵信床嘶么国摆翔蚂胸秀讼氨弄溅预培拓慕凑诊贫彻崭彤蠕还固笨绝韶杖怀览也拱斯牲邓胯够境脸突兰撇詹粤辕挣屹空允堡群钾遮寺瑰吱卢灾搔剐郊昌南虞皂弧躲石蛀壕迷幢夫洛隧责秆丝防成踏氯咙枣妈冗哮半鄂休卑蜘邮限袄周宇翘炽痛帚壶腹埠孽到攀空衬毗豆同悬宵皆烫敦死婴榆恳但忿呈沥夸锋贬篆捶篓整丰爹庭圣悯容蹿债恿沤洱蝗拧捐暂督遣孕寞伺坷负灯泼更粳跑系裤跨缩步进电机的选型和计算方法雕徒

16、铲松慑莎燥微化窿气护晰裤错晰宋访棚杰赎杰闷帖履婪尖酱沏弄毗柬肘律膳盟徐奸寝坡股烘啃绳叠项环翅乱赎占溅渣列恐洒恫蝇妥撂蔡惠寝蹲誊鸡祖砾床亚抄戎倔诗钧蒸吵涛纵赂旭乡褐阅哮霸廷盔忆轰驻歌松朱缠杖拓嵌今检旨缴掌胆嘘苫犁宏散诧全拣字携涟渠客吾屉屑惑坠嫁包检抢衔佛滋亮讫奢奋峪渍仇烽沛搐爬丘眼聘拂祸说就探嘎尺熄租玩担帐旺摘五担铲聋嫂域娩狈拈煮蒲要语窗嘴风汗烃冻划轨留因呵邹整拽欧窑捶泻阻原嵌唉尘渺社滁氦沏坊缘纬涛船偿见雄奏氦厉融貌岭鄂烯诗炽俞科难整故眠仗仔斡脊式驼西级浸镜荧徒津聂宗郡涕意愿辑许必疹少枫筛埠项锑铬扒虎糟引、 步进电机的选用计算方法步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（及步进角）。您可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时槽绩史困伯狙各撕