步進電機選型指導

選型指導
要使系統協調運轉,選型是比較重要的一環。在此介紹一些有關選型的事項，供大家參考。
由于電機直接與外界負載相關聯，因此，可以先從電機著手。選型步進電機大致可分為以下幾個步驟：
1.計算負載轉矩
假設系統力學模型如下圖所示 :

已知條件如下 :
所用絲桿為滾珠螺桿 , 直徑 D=2Omm, 長度 L=1 米 , 負載 P=5OKG,Z1,Z2 為傳動齒輪 ,Z1 分度
圓直徑為 D1=200mm,Z2 分度圓直徑為 d2=100mm, 寬度為 2 厘米μ為摩擦系數 , 在此設其為μ=0.2 電機啟動速度 VO=300RPM, 運行速度 V1=900RPM, 加速時間 t=200ms, 由此可求得負載轉矩如下 :
T=9.8 μ PD/2/1000
=9.8 × 0.2 × 50 × 20/2/1000
=0.98( 牛米 )
2. 計算傳動構件的轉動慣量
滾珠螺桿轉動慣量 :
IO=1.57(R^4)ρ L //ρ 為密度 ,
=1.57 × (0.01^4) × 7800 × 1
=0.012( 千克-米平方 )
同理可分別求得 Z1 與 Z2 轉動慣量 , 假定求得 Z1 轉動慣量為
I1=0.024( 干克·米平方 )
Z2轉動慣量為
I2=0.0015( 千克-米平方 )
3. 計算傳動比
I21=d1/d2=2
4. 計算電機起動轉矩
Tm=T/i21+(lO+I1) ξ/l 21+l2 ×ξ // ξ為電機的角加速度 , 此處 =314
=0.98/ 2+ (0.012+0.024) × 314/2+0.0015× 314
=0.49+5.652+0.471

=6.613( 牛•米 )
考慮到其他因素的影晌 , 將其乘上一系數 K, 此系數請一實際情況斟酌選取。在此令K =1.5, 則
TK=K × Tm=6.613 × 1.5=9.9( 牛·米)
5. 選取電機
據 V1=900RPM( 若是兩相電機 , 其脈沖頻率為 3000),TK=9.9( 牛·米 ) 查找選型手冊 , 選出合適電機
6. 根據所選電機額定電流選出與其匹配的驅動器 , 驅動器的額定電流應比電機額定電流略大。
參考數據
為由上述計算可見 , 由傳動構件帶來的額外轉矩不可忽略 , 在進行設計時應多加注意。由于計算 轉矩較為繁瑣 , 在實際應用中可根據系統機構大致估算所需轉矩。下面列出一些電機轉速在 8 轉 / 秒 以內匹配成功率較高的應用 ( 滾珠螺桿傳動 ), 供大家參考