一、步進電機怎么選型

步(bu)進電(dian)機(ji)(ji)選(xuan)型需(xu)要科(ke)學計算選(xuan)擇合適(shi)的電(dian)機(ji)(ji)。除了注意法蘭尺寸(cun)、相數(shu)、電(dian)機(ji)(ji)長度、軸長、引(yin)出線(xian)數(shu)外，還要計算扭(niu)矩(ju)、電(dian)流等，確(que)定配(pei)套(tao)的驅動器。

1、步進電機轉矩的選擇

步進電機的(de)(de)(de)保持轉矩(ju)類似于(yu)傳統(tong)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)“功率(lv)”。當然(ran)，也有本質區別。步進電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)物(wu)理結構與交直(zhi)流電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)完全不同，電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)輸出功率(lv)是可(ke)變(bian)的(de)(de)(de)。通常，根據需要的(de)(de)(de)扭矩(ju)（即被驅動(dong)物(wu)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)扭矩(ju)）來選(xuan)擇(ze)哪種類型的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)。例如扭矩(ju)為0.6NM以(yi)下，選(xuan)擇(ze)28、35、42（電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)本體(ti)(ti)直(zhi)徑或(huo)方形度，單位：mm；如果扭矩(ju)大于(yu)0.6nm，選(xuan)擇(ze)57電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)比較合(he)適。如果扭矩(ju)為幾牛(niu)米以(yi)上，選(xuan)用86、110等(deng)規(gui)格的(de)(de)(de)步進電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)。

2、步進電機相數選擇

很(hen)多(duo)客戶很(hen)少注意步進電(dian)機相(xiang)數的選擇，大多(duo)是(shi)隨便(bian)買(mai)的。事實上，不同相(xiang)數的電(dian)機工作(zuo)效果是(shi)不同的。相(xiang)數越多(duo)（常(chang)用的有二相(xiang)、三(san)相(xiang)和五相(xiang)），步距角可以越小，運行時的振(zhen)動也比較小。在大多(duo)數情況下，經常(chang)使用兩相(xiang)電(dian)機。在高(gao)速(su)大扭矩的工作(zuo)環(huan)境中，選擇三(san)相(xiang)步進電(dian)機。

3、步進電機轉速的選擇

還應特別考(kao)慮電(dian)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)速(su)(su)(su)度。因為電(dian)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)輸出(chu)(chu)扭矩與(yu)轉速(su)(su)(su)成反(fan)比。也就(jiu)是(shi)說，在低速(su)(su)(su)時(shi)（每分鐘幾(ji)百轉以下(xia)，它的(de)(de)(de)輸出(chu)(chu)扭矩很(hen)大），而(er)在高(gao)速(su)(su)(su)時(shi)（1000轉--9000轉），扭矩很(hen)小。當(dang)然，有些工況(kuang)需要高(gao)速(su)(su)(su)電(dian)機(ji)(ji)，所以需要測量(liang)步進電(dian)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)線圈電(dian)阻(zu)(zu)、電(dian)感等指標。選(xuan)擇(ze)電(dian)感較(jiao)小的(de)(de)(de)電(dian)機(ji)(ji)作為高(gao)速(su)(su)(su)電(dian)機(ji)(ji)可以獲(huo)得較(jiao)大的(de)(de)(de)輸出(chu)(chu)轉矩。反(fan)之，當(dang)要求(qiu)低速(su)(su)(su)大扭矩時(shi)，最好選(xuan)擇(ze)十幾(ji)或幾(ji)十MH的(de)(de)(de)電(dian)感，大一點(dian)的(de)(de)(de)電(dian)阻(zu)(zu)。

4、步進電機空載啟動頻率的選擇

步進電機(ji)(ji)的空載啟(qi)動頻(pin)率(lv)(lv)通常(chang)稱(cheng)為“空載啟(qi)動頻(pin)率(lv)(lv)”。這是選(xuan)擇電機(ji)(ji)的一個(ge)比(bi)較重要(yao)(yao)的指標。如果要(yao)(yao)求瞬間頻(pin)繁啟(qi)停，且轉速(su)(su)在1000轉左右（或(huo)更高(gao)），通常(chang)需(xu)要(yao)(yao)“加速(su)(su)啟(qi)動”。如果需(xu)要(yao)(yao)直接啟(qi)動實(shi)現高(gao)速(su)(su)運行，最好(hao)選(xuan)擇無功或(huo)永磁電機(ji)(ji)。這些(xie)電機(ji)(ji)的“怠速(su)(su)頻(pin)率(lv)(lv)”相對較高(gao)。

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二、步進電機選型計算方法

在選擇步進電機時如何選型(xing)計算方法，具體如下。

1、電機最大速度選擇

步(bu)進(jin)電機最(zui)大(da)速度范圍為600-1000rpm。機械傳(chuan)動系統要根據此參數進(jin)行設計。

2、電機步距角選擇

機(ji)械傳動(dong)比確定(ding)后(hou)，可根據(ju)控制系統的(de)(de)定(ding)位(wei)(wei)精度選擇步(bu)進電機(ji)的(de)(de)步(bu)距角及驅(qu)動(dong)器的(de)(de)細分等級，一般選電機(ji)的(de)(de)一個步(bu)距角對應于系統的(de)(de)定(ding)位(wei)(wei)精度的(de)(de)1/2或更小。注意(yi)：當細分等級大于1/4后(hou)，步(bu)距角的(de)(de)精度不能保證。

3、電機力矩選擇

轉動慣量計算

在旋轉(zhuan)運(yun)動(dong)(dong)中(zhong)，物體(ti)的(de)轉(zhuan)動(dong)(dong)慣(guan)量J對應于(yu)直(zhi)線運(yun)動(dong)(dong)中(zhong)的(de)物體(ti)質量。要計(ji)算系統在加(jia)速過程中(zhong)的(de)動(dong)(dong)態載荷，就必須(xu)計(ji)算物體(ti)的(de)轉(zhuan)動(dong)(dong)慣(guan)量J和角加(jia)速度w，然后得出慣(guan)性力矩(ju)T=J*w。

物體(ti)(ti)的轉動慣量為(wei)：J=∫r2pdV，式中dV為(wei)體(ti)(ti)積(ji)元(yuan)(yuan)，p為(wei)物體(ti)(ti)密度，r為(wei)體(ti)(ti)積(ji)元(yuan)(yuan)與轉軸的距(ju)離(li)。單位：Kgm2。以圓柱體(ti)(ti)為(wei)例：

J=W/8（D/103）2=πp/32（L/103）（D/103）^4，式(shi)中：L（長度/mm）D（直徑/mm）

將負載質量換(huan)算(suan)成電(dian)機輸(shu)出軸上的轉(zhuan)動慣量，常(chang)見傳(chuan)動機構與公(gong)式(shi)如下：

1）滾珠絲杠

J=W（1/2π*BP/103）2*GL2

W：可動部分總質量(liang)（Kg）

BP：絲杠螺距(ju)（mm）

GL：減速比

2）齒條和小齒輪、傳送帶(dai)、鏈條傳動

J=W（1/2*D/103）2*GL2

W：可動部(bu)分總質量(liang)（Kg）

D：小齒(chi)輪直徑（mm）

鏈輪直(zhi)徑（mm）

GL：減速比

3）旋轉(zhuan)體、轉(zhuan)盤驅(qu)動

J=（J1+W（L/103）2）*GL2

J1：轉盤的(de)慣性矩

W：轉(zhuan)盤上(shang)物體(ti)的質量（Kg）

L：物體與旋轉軸的距離（mm）

GL：減速比

4、加速度計算

控(kong)制(zhi)系統要(yao)定位準確，物體(ti)運動必須有加減速過程。

已知加速度時間(jian)△t、最大速度Vmax，很容易算出電機(ji)的角加速度：w=Vmax/△t（rad/s2）

5、電機力矩計算

T=（J*w+TL）/n，其(qi)中(zhong)：TL為(wei)系(xi)統外力(li)折算到(dao)電機上的力(li)矩；n為(wei)傳動系(xi)統的效(xiao)率。

根據計算出的力矩T再加上一定的安全系數，即可選出電機(ji)的型號(hao)。