步進電機選型計算方法在選用步進電機時我們需要對相關數(shù)據(jù)進行計算,盡管在網頁上和書上有大量的相關方法,但簡明的、容易懂的步進電機選型計算方法還是有限,凱福工程師專門在培訓時整理了一下,以供使用.步進電機選型主要涉及到兩個要素:1是力矩,2是慣量,下面就此給出計算方法:1、負載力矩運行力矩(摩擦力矩)計算力矩M=Ma+MfM=Ma+MfM:負載力矩(N.m)Ma:負載加速力矩(N.m)Mf:負載運行力矩(N.m)考慮到計算誤差和裝配精度,應保證2倍安全率必要轉矩MB=2M馬達選型時,必要轉矩必須在馬達運行曲線以下滾珠螺桿驅動Mf=(1/η+μ0/3)FPB/(2π)F=FA+mg(sinα+μcosα)Mf:負載運行力矩(N.m)FA:負載外力(N)PB:螺桿螺距(m/rev)α:螺桿水平時為0,垂直時為90度η:效率(0.9); μ:滑動面摩擦系數(shù)(0.05)μ0:預壓螺帽內部摩擦系數(shù)(0.2—0.3)m:負載總質量(kg)直線運動Mf=FD/(2ηi)F=FA+mg(sinα+μcosα)Mf:負載運行力矩(N.m)FA:負載外力(N)D:終端滾輪直徑(m)i:減速比(機構的減速比,不是馬達減速比)α:水平運行時為0,垂直時為90度η:效率(0.9); μ:滑動面摩擦系數(shù)m:負載總質量(kg)旋轉機構驅動時,運行力矩極小,可忽略加速力矩Ma=2(Jm+Jt)×π × V/t Ma:負載加速力矩(N.m)Jm:馬達轉子轉動慣量(kg.m2)Jt:負載轉動慣量(kg.m2)V:運行目標速度(rps)t:加速時間(s)從公式可看出,加速力矩跟負載轉動慣量以及加速度成正比,加速度可根據(jù)需要設置,重點在于負載轉動慣量的計算滾珠螺桿驅動Jt=1/2*maR2+m(PB/(2π))2 Jt:負載轉動慣量( kg.m2 )ma:螺桿質量(kg)R:螺桿半徑(m)m:負載總質量(kg)PB:螺桿螺距(m/rev)直線運動Jt=m(A/(2π))2 Jt:負載轉動慣量( kg.m2 )m:負載總質量(kg)A:電機轉動一周負載移動量(m)旋轉機構Jt=1/2*mR2 Jt:負載轉動慣量( kg.m2 )m:負載總質量(kg)R:旋轉機構半徑(m)上式為旋轉軸通過重心的計算方法,當旋轉軸不通過重心時,如機械手等J=1/12m(A2+B2)+ml2X0軸為物體重心,X為旋轉軸l=X軸和X0軸的距離(m)2、慣量匹配a.負載轉動慣量不應超過馬達轉動慣量10倍慣性比大時,起動、停止抖動b.慣量比過大時,則起動、停止時的過沖和回沖亦變大,因而會影響起動、穩(wěn)定時間c.當負載慣量過大時,需減小加載到馬達轉軸的慣量減小負載&轉子慣量比的方法:a.改變負載驅動方式驅動相同負載,滾珠螺桿驅動與同步輪拖動相比,轉動慣量會小很多b.在馬達轉軸和負載連接時增加減速機構增加一個1:3的減速機構,加載到馬達上的轉動慣量將會成平方的降低,變?yōu)樵撦d轉動慣量的1/9c.選用減速機型步進電機使用1:10減速步進電機時,能驅動的負載轉動慣量將成平方增加,變?yōu)樵撦d慣量的100倍,此方法最常用步進電機選型理論上來講可以根據(jù)書本來公式來計算的,但根據(jù)我們對不同結構、負載及相關因素的考慮,在實際應用中,我們將步進電機選型的計算方法給與改進,如有疑問的朋友們,可以相互探討交流!
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