步进电机选型方法.pdf

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1、如何选择合适的步进电机1.负载分类：（1）Tf力矩负载：Tf=G·rG重物重量r半径（2）TJ惯性负载：J=M（R12+R22）/32（Kg·cm）M：质量R1：外径R2：内径TJ=J·dw/dtdw/dt为角加速度2.力矩曲线图的说明力矩曲线图是步进电机输出特性的重要表现，以下是我们对其中关键词语的解释。说明：1.工作频率点：表示步进电机在该点的转速值。单位：Hzn=Θ*Hz/（360*D）n转/秒Hz该点的频率值D电路的细分值，Θ步进电机的步距角例：1.8步进电机，在1/2细分驱动的情况下（即每步0.9）500Hz时，其速度是1.25转/秒

2、2.起动区域：步进电机可以直接起动或停止的区域。3.运行区域：在这个区域里，电机不能直接运行，必须先要在起动区域内起动，然后通过加速的方式，才能到达该工作区域内。同样，在该区域内，电机也不能直接制动，否则就会造成失步，必须通过减速的方式到起动区域内，在进行制动。4.最大起动频率点：步进电机在空载情况下，最大的直接起动速度点。5.最大运行频率点：步进电机在空载情况下，可以达到的最大的运行速度点。6.起动力矩：步进电机在特定的工作频率点下，直接起动可带动的最大力矩负载值。7.运行力矩：步进电机在特定的工作频率点下，运行中可带动的最大力矩负载值。由于

3、运动惯性的原因，所以，运行力矩要比起动力矩大。3加速和减速运动的控制当一个系统的工作频率点在力矩曲线图的运行区域内时，如何在最短的时间内加速，减速就成了关键。如下图示，步进电机的动态力矩特性一般在低速时为水平直线状，在高速时，由于电感的影响，很快下滑。（1）直线加速运动已知电机负载为TL，要从F0在最短时间tr内加速到F1，求tr和加速脉频率F（t）A．确定TJ，一般TJ=70%Tm。B．tr=1.8*10-5*J*Θ*（F1-F0）/（TJ-TL）C.Ｆ（ｔ）＝（Ｆ１－Ｆ０）＊ｔ／ｔｒ＋Ｆ０，0

4、要从F0在最短时间tr内加速到F1，求tr和加速脉频率F（t）A.确定TJ０，ＴＪ１一般TJ０=70%Tm０,TJ１=70%Tm１,TL=60%Tm1B．tr=F4*ln[(TJ0-TL)/(TJ1-TL)]C.Ｆ（ｔ）＝F2*[1-e^(-t/F4)]＋Ｆ０，0

5、空载运行时，在200pps左右会有一个很严重的振动，甚至会产生失步的现象，这是由于电机转子是一个有质量的物体，当电机运行的频率接近到转子的固有频率，振动就产生了，一般有几种解决的办法：1.避开振动区，使电机的工作频率不在这个范围内。2.采用细分的驱动方式，使原来1步完成的动作分几步完成，减少振动，一般半步运动时，电机的力矩比整步时少15%，采用正弦波电流控制时，力矩减小为30%。步进电机选型指南何为步进电机步进电机是一种专门用于位置和速度精确控制的特种电机。步进电机的最大特点是其“数字性”，对于微电脑发过来的每一个脉冲信号，步进电机在其驱动器的

6、推动下运转一个固定角度（简称一步），如下图所示。如接收到一串脉冲步进电机将连续运转一段相应距离。同时您可通过控制脉冲频率，直接对电机转速进行控制。由于步进电机工作原理易学易用，成本低（相对于伺服）、电机和驱动器不易损坏，非常适合于微电脑和单片机控制，因此近年来在各行各业的控制设备中获得了越来越广泛的应用。步进电机的种类和特点步进电机在构造上有三种主要类型：反应式（VariableReluctance，VR）、永磁式（PermanentMagnet,PM）和混合式(HybridStepping,HS)。反应式：定子上有绕组、转子由软磁材料组成。

7、结构简单、成本低、步距角小，可达1.2°、但动态性能差、效率低、发热大，可靠性难保证。永磁式：永磁式步进电机的转子用永磁材料制成，转子的极数与定子的极数相同。其特点是动态性能好、输出力矩大，但这种电机精度差，步矩角大（一般为7.5°或15°）。混合式：混合式步进电机综合了反应式和永磁式的优点，其定子上有多相绕组、转子上采用永磁材料，转子和定子上均有多个小齿以提高步矩精度。其特点是输出力矩大、动态性能好，步矩角小，但结构复杂、成本相对较高。按定子上绕组来分，共有二相、三相和五相等系列。最受欢迎的是两相混合式步进电机，约占97%以上的市场份额，

8、其原因是性价比高，配上细分驱动器后效果良好。该种电机的基本步矩角为1.8°/步，配上半步驱动器后，步矩角减少为0.9°，配上细分驱动器后其步矩角可细分