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漢德保步進(jìn)電機(jī)選型的指導(dǎo)

文章出處:漢德保(HDB MOTOR)電機(jī) 人氣:5479發(fā)表時(shí)間:2018-10-31

      在設(shè)計(jì)一個(gè)新的設(shè)備時(shí),如何選擇合適的步進(jìn)電機(jī)呢?基本思路如下:
1、確定機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)
比如直接連接、絲桿傳動(dòng)、皮帶傳動(dòng)等等。這時(shí)要考慮到一些對(duì)電機(jī)機(jī)械上的要求,比如大概可接受尺寸、安裝要求、電機(jī)徑向、軸向受力及竄動(dòng)要求等等。
2、確定需要的分辨率
根據(jù)選定的機(jī)械結(jié)構(gòu)和整機(jī)要求,確定電機(jī)的分辨率,即步距角,例如要選用0.9°或是1.8°的電機(jī)。
3、根據(jù)機(jī)械傳動(dòng)要求,確定運(yùn)轉(zhuǎn)模式
也即根據(jù)機(jī)械移動(dòng),定位和時(shí)間要求來確定步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的速度,角度和加減速曲線。
3.1 計(jì)算運(yùn)轉(zhuǎn)脈沖數(shù)
脈沖數(shù)=(要求的位移量360°/電機(jī)轉(zhuǎn)一圈的位移量步距角)×(360°/步距角)
3.2 確定運(yùn)行曲線和計(jì)算脈沖頻率
一般來說運(yùn)行曲線使用矩形和梯形兩種。
☆矩形曲線
電機(jī)直接以運(yùn)行頻率啟動(dòng),運(yùn)轉(zhuǎn)到位后直接停止。這種運(yùn)轉(zhuǎn)方式需要非常大的加速扭矩。
脈沖頻率=運(yùn)轉(zhuǎn)脈沖數(shù)/定位時(shí)間
☆梯形曲線
電機(jī)由較低的頻率啟動(dòng),加速到要求速度,運(yùn)行一定時(shí)間后要求再減速然后停止。這樣速度變化較為緩慢,對(duì)加速扭矩要求可適當(dāng)降低。通常加減速度時(shí)間設(shè)定為定位時(shí)間的25% 左右。根據(jù)實(shí)際情況確定啟動(dòng)頻率,啟動(dòng)時(shí)間(也可以考慮在多少個(gè)脈沖數(shù)后加速到運(yùn)行頻率)
4、計(jì)算需要的轉(zhuǎn)矩
4.1 計(jì)算負(fù)載轉(zhuǎn)矩
這是在機(jī)械結(jié)構(gòu)正常運(yùn)行時(shí)電機(jī)需要提供的克服各部分摩擦阻力的轉(zhuǎn)矩。負(fù)載轉(zhuǎn)矩根據(jù)不同的機(jī)械結(jié)構(gòu)和負(fù)載種類而異,可以進(jìn)行理論計(jì)算和實(shí)際測(cè)量。
4.2 計(jì)算加速度轉(zhuǎn)矩

這是把負(fù)載從靜止加速到運(yùn)行速度和把運(yùn)行負(fù)載所停下來需要的轉(zhuǎn)矩。

矩形驅(qū)動(dòng)時(shí)加速轉(zhuǎn)矩

轉(zhuǎn)矩計(jì)算

梯形驅(qū)動(dòng)時(shí)加速轉(zhuǎn)矩

加速轉(zhuǎn)矩計(jì)算方法

JO= 轉(zhuǎn)子慣量[kg.m2]
JL= 全負(fù)載慣量[kg.m2]
θs= 馬達(dá)步距角[° /STEP]
f2= 運(yùn)轉(zhuǎn)脈沖速度[Hz]
f1= 啟動(dòng)脈沖速度[Hz]
f= 矩形驅(qū)動(dòng)時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)脈沖速度[Hz]
t1= 加(減)速時(shí)間[S]
4.3 計(jì)算需要轉(zhuǎn)矩
需要轉(zhuǎn)矩=(負(fù)載轉(zhuǎn)矩+ 加速轉(zhuǎn)矩)× 安全系數(shù)
安全系數(shù)通常設(shè)置為1.5-2.0 倍。
5、查看電機(jī)矩頻曲線,確定電機(jī)造型
根據(jù)上面計(jì)算好的電機(jī)運(yùn)行頻率和需要力矩確定工作點(diǎn),查看相關(guān)電機(jī)的矩步曲線,選擇運(yùn)行力矩(又稱牽引力矩)曲線在工作點(diǎn)之上相的相對(duì)應(yīng)的電機(jī)。再查看該電機(jī)的啟動(dòng)力矩(又稱牽入力矩)曲線,確定在啟動(dòng)頻率點(diǎn)上電機(jī)可以提供足夠的轉(zhuǎn)矩。
6、選定型號(hào)后,需再確認(rèn)一下慣量比
慣量比=機(jī)械結(jié)構(gòu)的全慣量/電機(jī)轉(zhuǎn)子的慣量
如果慣量比過大,則啟動(dòng)停止時(shí)的過沖和回沖會(huì)變大,從而影響啟動(dòng)和整定的時(shí)間,也可能出現(xiàn)無法啟動(dòng)的現(xiàn)象。慣量比超出以下參考值時(shí),建議選用大一號(hào)的電機(jī)或者另加齒輪減速箱。慣量比參考值:20、28、35 電機(jī)建議5 以下:42、57、86、110 電機(jī)建議10 以下。

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