步進(jìn)電機(jī)的選型及計(jì)算方法(2)

1、步進(jìn)電機(jī)選型的計(jì)算方法步進(jìn)電機(jī)選型表中有部分參數(shù)需要計(jì)算來(lái)得到。但是實(shí)際計(jì)算中許多情況我們都無(wú)法得到確切的機(jī)械參數(shù)，因此，這里只給出比較簡(jiǎn)單的計(jì)算方法。一、驅(qū)動(dòng)模式的選擇驅(qū)動(dòng)模式是指如何將傳送裝置的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)。下圖所示的驅(qū)動(dòng)模式包括了電機(jī)的加 /減速時(shí)間，驅(qū)動(dòng)和定位時(shí)間，電機(jī)的選型基于模式 圖。必要脈沖數(shù)的計(jì)算必要脈沖數(shù)是指?jìng)鲃?dòng)裝置將物體從起始位置傳送到目標(biāo)位置所需要提供給步進(jìn)電機(jī)的脈 沖數(shù)。必要脈沖數(shù)按下面公式計(jì)算：必要脈沖數(shù)=物體移動(dòng)的距離距離電機(jī)旋轉(zhuǎn)一周移動(dòng)的距離360 o步進(jìn)角驅(qū)動(dòng)脈沖速度的計(jì)算驅(qū)動(dòng)脈沖速度是指在設(shè)定的定位時(shí)間中電機(jī)旋轉(zhuǎn)過(guò)一定角度所需要的脈沖數(shù)。 驅(qū)動(dòng)脈沖

2、數(shù)可以根據(jù)必要脈沖數(shù)、定位時(shí)間和加/減速時(shí)間計(jì)算得出。(1)自啟動(dòng)運(yùn)行方式驅(qū)動(dòng)脈沖速度Hz=自動(dòng)方式自啟動(dòng)運(yùn)行方式是指在驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)和停止時(shí)不經(jīng)過(guò)加速、減速階段，而直接以驅(qū)動(dòng)脈 沖速度啟動(dòng)和停止的運(yùn)行方式。自啟動(dòng)運(yùn)行方式通常在轉(zhuǎn)速較低的時(shí)候使用。同時(shí)，因?yàn)樵趩?dòng)/停止時(shí)存在一個(gè)突然的速度變化，所以這種方式需要較大的加/減速力矩。自啟動(dòng)運(yùn)行方式的驅(qū)動(dòng)脈沖速度計(jì)算方法如下:必要脈沖數(shù)脈沖 定位時(shí)間秒(2 )加/減速運(yùn)行方式加/減速運(yùn)行方式是指電機(jī)首先以一個(gè)較低的速度啟動(dòng)，經(jīng)過(guò)一個(gè)加速過(guò)程后達(dá)到正常 的驅(qū)動(dòng)脈沖速度，運(yùn)行一段時(shí)間之后再經(jīng)過(guò)一個(gè)減速過(guò)程后電機(jī)停止的運(yùn)行方式。其定位時(shí)間包括加速時(shí)間、減速

3、時(shí)間和以驅(qū)動(dòng)脈沖速度運(yùn)行的時(shí)間。加/減速時(shí)間需要根據(jù)傳送距離、速度和定位時(shí)間來(lái)計(jì)算。在加/減速運(yùn)行方式中，因?yàn)樗俣茸兓^小，所以需要的力矩要比自啟動(dòng)方式下的力矩小。加/減速運(yùn)行方式下的驅(qū)動(dòng)脈沖速度計(jì)算方法如下：驅(qū)動(dòng)脈沖速度Hz=必要脈沖數(shù)一啟動(dòng)脈沖數(shù)Hz X加/減速時(shí)間秒定位時(shí)間秒加/減速時(shí)間秒二、電機(jī)力矩的簡(jiǎn)單計(jì)算示例必要的電機(jī)力矩=（負(fù)載力矩 +加/減速力矩）X安全系數(shù)負(fù)載力矩的計(jì)算（TL ）負(fù)載力矩是指?jìng)魉脱b置上與負(fù)載接觸部分所受到的摩擦力矩。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)過(guò)程中始終需要此力矩。負(fù)載力矩根據(jù)傳動(dòng)裝置和物體的重量的不同而不同。許多情況下我們無(wú)法得到精確的系統(tǒng)參數(shù)，所以下面只給出了簡(jiǎn)單的計(jì)算方

4、法。負(fù)載力矩可以根據(jù)下面的圖表和公式來(lái)計(jì)算。探負(fù)載力矩的計(jì)算公式：F PBTL = 22 nn 探負(fù)載力矩的估算公式：m PBTL =2 nn卩 OFOPB_1+ x kgf cm2 ni1X kgf cm（水平方向）iTL = m PB X 1 X 2 kgf cm（垂直方向）2 nni(2)傳送帶/齒條齒輪傳動(dòng)探負(fù)載力矩的計(jì)算公式:Fn DFDTL =x=kgf cm2 nni2 n iF = FA + m (sin a +3 cos a ) Kg探負(fù)載力矩的估算公式：D11TL =x m xx kgf cm(水平方向)2niD11一TL =x m xx x 2 kgf cm(垂直方向)2

5、ni(3)皮帶輪傳動(dòng)探負(fù)載力矩的計(jì)算公式:TL =探負(fù)載力矩的估算公式:3 FA+mn Dx=2 niTL =x mg x2(3 FA+m) Dkgf cm2i1kgf cm(4 )實(shí)測(cè)方法我們也可以通過(guò)這種方法得到負(fù)載力矩：用彈簧秤拉動(dòng)滑輪慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)彈簧秤會(huì)有 一個(gè)讀數(shù)，這個(gè)數(shù)值就是所用力的大小 （FB），然后乘以滑輪的半徑就可以得到負(fù)載力矩（如下式）。通常這種方法得到數(shù)值要比計(jì)算得到得結(jié)果要精確。TL =kgf cm2參數(shù)說(shuō)明F：軸方向負(fù)載KgF0:預(yù)負(fù)載Kg（也 1/3F）n：效率 （0.85 0.95）FA :預(yù)負(fù)載i:減速比卩：滑動(dòng)面摩擦系數(shù)卩0 :預(yù)壓螺帽內(nèi)的摩擦系數(shù)（0.1 0.3）PB:滾軸絲桿螺距（cm/rev）FB:主軸開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的力KgD:滑輪直徑m：工作物和工作臺(tái)的總重量Kga:傾斜角度加/減速力矩的計(jì)算（Ta）加/減速力矩是用來(lái)加速或減速與電機(jī)相連的傳動(dòng)裝置。根據(jù)加/減速時(shí)間和傳動(dòng)裝置負(fù)載慣性慣量的不同，這個(gè)力矩會(huì)有很大的變化。因此，自啟動(dòng)運(yùn)行方式和加/減速運(yùn)行方式的力矩會(huì)有一個(gè)較大的不同。加 /減速力矩可以按下式計(jì)算：探自啟動(dòng)運(yùn)行方式（需要較大的加/減速力矩）加/減速力矩kgf cm轉(zhuǎn)子慣性慣量kgm2】+負(fù)載慣性慣量kgm 2nX步進(jìn)角° x驅(qū)動(dòng)脈沖速度2缶X重力加速度cm/sec2180 x 3.6/步進(jìn)角