选择步进电机需要进行以下计算.docx

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=(φ.S)/(360.Δ) (1-1) 式中 φ ---步进电机的步距角（o/脉冲） S ---丝杆螺距（mm) Δ---(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/2π)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）计算电机输出的总力矩 M M=Ma+Mf+Mt （1-3） Ma=（Jm+Jt).n/T×1.02×10ˉ2 （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)/(2πηi)×10ˉ2 （1-5） Mf---导轨摩擦折算至电机的转矩（N.m) u---摩擦系数 η---传递效率 Mt=(Pt.s)/(2πηi)×10ˉ2 （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. 步进电机具有控制和机械结构简单的优点图 1 是四相六线制步进电机原理图，这类步进电机既可作为四相电机使用，也可做为两相电机使用，使用灵活，因此应用广泛 步进电机有两种工作方式：整步方式和半步方式以步进角 1．8°四相混合式步进电机为例，在整步方式下，步进电机每接收一个脉冲，旋转 1．8°，旋转一周，则需要 2OO个脉冲。

在半步方式下，步进电机每接收一个脉冲，旋转 0．9°，旋转一周，则需要 4OO个脉冲控制步进电机旋转必须按一定时序对步进电机引线输入脉冲以上述四相六线制电进电机为例，其半步工作方式和整步工作方式的控制时序如表 1 和表 2 所列。