步进电机选型(丝杠驱动)

步进电机直连或经减速带动丝杠时,计算运行转速、脉冲频率、定位分辨率和所需转矩。步进电机的转矩随转速升高明显下降,要对照矩频曲线选型。

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负载与受力
kg
N
°
行程与时序
mm
s
s

步进电机不能突然启停,加减速时间一般不小于 0.1 ~ 0.3 s。

机构参数
mm
mm
mm
电机与驱动
kg·cm²

42 机座约 0.05 ~ 0.1,57 机座 0.3 ~ 0.5,86 机座 1.4 ~ 4。

步进电机没有过载能力,失步后无法自行恢复,一般取 1.5 ~ 2。

α = 0°g电机PbDMLF0
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计算结果

运行转速下所需转矩
0.0234N·m
已含安全系数
电机运行转速
444.4r/min
脉冲频率
11.85kHz
定位分辨率
6.25μm/脉冲
  • 运行转速 444 r/min,在步进电机转矩较足的范围内(一般 600 r/min 以下)。
  • 选型条件:在 444 r/min 这个转速下,矩频曲线上的输出转矩 ≥ 0.0234 N·m。只看保持转矩会选小。

速度曲线

最高 74.07 mm/s0.3 s2.7 s3 s
最高速度74.07 mm/s
匀速负载转矩0.00173 N·m
加速转矩0.00998 N·m
负载折算惯量0.309 kg·cm²
惯量比1.031
每转脉冲数1600

计算过程

  1. 最高速度v = L / (t − t1)74.07 mm/s
  2. 电机转速n = v / Pb × 60 × i444.4 r/min
  3. 每转脉冲数360° / 步距角 × 细分数1600
  4. 脉冲频率f = n / 60 × 每转脉冲数11.85 kHz
  5. 负载转矩TL = F·Pb / (2π·η·i)0.00173 N·m
  6. 加速转矩Ta = (JL/η + Jm)·2π·n / (60·t1)0.00998 N·m
  7. 所需转矩T = K·(TL + Ta)0.0234 N·m

使用说明

  • 细分只提高分辨率和平稳性,不提高定位精度,步进电机的定位精度约为步距角的 ±5%。
  • 结果用于方案阶段的预选。定型前请对照所选品牌的产品样本复核,涉及人身安全的场合需由有资质的工程师校核。