步进电机的计算公式_步进电机的选择方法

来源:电工天下时间:2019-12-31 10:04:27 作者:老电工手机版>>

有关步进电机的计算公式,步进电机的选择方法,选择步进电机时,首先要保证步进电机的输出功率大于负载所需的功率,各种频率下的负载力矩必须在矩频特性曲线的范围内。

步进电机的计算公式

步进电机是一种能将数字输入脉冲转换成旋转或直线增量运动的电磁执行元件。

每输入一个脉冲电机转轴步进一个步距角增量。电机总的回转角与输入脉冲数成正比例,相应的转速取决于输入脉冲频率。

步进电机是机电一体化产品中关键部件之一,通常被用作定位控制和定速控制。

步进电机惯量低、定位精度高、无累积误差、控制简单等特点。

广泛应用于机电一体化产品中,如:数控机床、包装机械、计算机外围设备、复印机、传真机等。

选择步进电机时,首先要保证步进电机的输出功率大于负载所需的功率。而在选用功率步进电机时,首先要计算机械系统的负载转矩,电机的矩频特性能满足机械负载并有一定的余量保证其运行可靠。

在实际工作过程中,各种频率下的负载力矩必须在矩频特性曲线的范围内。

一般地说最大静力矩Mjmax大的电机,负载力矩大。

选择步进电机时,应使步距角和机械系统匹配,这样可以得到机床所需的脉冲当量。在机械传动过程中为了使得有更小的脉冲当量,一是可以改变丝杆的导程,二是可以通过步进电机的细分驱动来完成。但细分只能改变其分辨率,不改变其精度。精度是由电机的固有特性所决定。

选择功率步进电机时,应当估算机械负载的负载惯量和机床要求的启动频率,使之与步进电机的惯性频率特性相匹配还有一定的余量,使之最高速连续工作频率能满足机床快速移动的需要。

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)&pide;(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.

相关文章
  • 电功率的计算公式,度和千瓦时的换算关系

    电功率的计算公式,度和千瓦时的换算关系

    有关电功率的知识,电功率的单位是什么,常用单位是瓦特,还用毫瓦(mW)和千瓦(kW),一度电等于多少千瓦时,度和千瓦时的换算关系是什么,下面具体来看下。

    时间:2022-03-16 08:22:21

  • 电场强度的计算公式有哪些

    电场强度的计算公式有哪些

    电场强度的三个公式1、E=F/q,该公式为电场强度的定义式,适用于计算任何电场的电场强度。2、,该公式适用于计算点电荷形成电场的电场强度。3、E=U/d,该公式适用于计算匀强电场的

    时间:2021-09-11 07:36:52

  • 磁通量定义_磁通量的计算公式_磁通量单位

    磁通量定义_磁通量的计算公式_磁通量单位

    有关磁通量的定义,磁通量的计算公式,公式中所代表的的具体含义,以及磁通量的单位信息,在均匀磁场中,磁感应强度B和垂直于磁场方向的某一面积S的乘积,称为通过这个面积的磁通量。

    时间:2021-04-06 09:52:18

  • 磁通量计算公式与含义说明

    磁通量计算公式与含义说明

    有关磁通量计算公式与含义说明,均匀磁场中,磁感应强度B和垂直于磁场方向的某一面积S的乘积,称为通过这个面积的磁通量,磁通量的计算公式及使用说明。

    时间:2021-04-06 09:52:16

  • 电动势计算公式及各符号含义说明

    电动势计算公式及各符号含义说明

    有关电动势计算公式及各符号含义说明,电动势与电压使用同样的单位,即伏特,电路中一般所说的电压都是相对电路中某两个参考点之间的电位差,电动势计算公式和电压计算公式类似。

    时间:2020-11-11 09:42:41

  • 变压器感应电动势的计算公式及各量分表的含义

    变压器感应电动势的计算公式及各量分表的含义

    有关变压器感应电动势的计算公式及各量分表的含义,变压器副边电动势计算公式,公式中各量分表所指的含义是什么,包括感应电动势、线圈匝数、磁通等参数。

    时间:2020-11-11 09:34:28

  • 三相负荷电流计算公式_三相负载相电流的计算

    三相负荷电流计算公式_三相负载相电流的计算

    有关三相负荷电流的计算公式,三相负载相电流的计算方法,对于三相平衡负载,可以通过公式计算得出,电压380V的三相电流计算的公式,一种是电感负载,一种是纯电阻负载,三相断路器电流如何计算。

    时间:2020-08-12 11:01:08

  • 阻抗如何计算,来看下阻抗的计算公式

    阻抗如何计算,来看下阻抗的计算公式

    有关阻抗的计算公式,电容阻抗计算公式,计算差分阻抗时的注意事项,先满足差分阻抗,很多是电流模式取电压的,再考虑单端阻抗。

    时间:2020-08-12 10:44:52

推荐文章

Copyright © 2015 - 2022 dgjs123.com All Rights Reserved

电工天下 版权所有