项目经理、机械设计人员如何选择步进电机?
发布时间:2019-06-21 14:40:54
  

由于步进电机种类、型号比较多,设备制造商在选择时可能会有一些疑惑,如何才能以最优的性能、最合适的价格选择好满足自己需求的产品? 雷赛针对设备制造商相关人员,如项目经理、机械设计工程师,给出了步进电机选型的办法与建议。

 

原则上,步进电机选型可参照下列方法:

 1) 采用环境,所需的防护等级,行驶噪音指标,温升指标等;

2) 确认机械规格,电压、刚性等参数;

3) 确认动作参数:功率、行程、加减速时间、周期、精度等;

4) 算好负载惯量、选取电机惯量;

5) 算好电机所需扭矩;

6) 选取最高转速能符合应用要求的电机。

 


设备制造商相关岗位人员可按照下列分工,需要掌握这些信息:

项目经理:详尽认识设备制造出产品的工艺,应用环境,适用环温,精度,产能,机械结构,成本等参数,从而确认所需电机的噪音指标、防护等级、运用温湿度。根据工艺、产能、大致的结构,基本能获得每个电机的行程以及每步动作分派的时间是多少,从而确认电机需求的转速范围,对于应上述介绍精度以及建议的速度范围数值,来确认选伺服或者是步进的方向性。

        

机械设计人员:于机械传动、结构等设计之前,对于步进电机的型号规格做详尽的了解,依照电机行业相关标准规格尺寸来设计,不然的话等设计好传动、结构之后再次来选电机,常常会碰到:安装空间紧张,没所需轴径、轴长的标准电机;没所需的大力矩、合适惯量的电机等问题。从而影响进度,增加成本。

 

备注:常见的控制类步进电机转矩最为小一般作为50 NM (牛米)。雷赛惯量最大的步进电机型号作为130HS45,惯量作为:4.84*10-3(kgm2)。步进电机轴径、法兰盘、端盖特定孔位尺寸,大部分均是依照英制习惯。

  

机械设计人员要先行算好运动部件的转动惯量从而确定需求力矩。

需估计项目     负载惯量估计J=mr2

计算方法一:参照雷赛给出的计算表格公式             

计算方法二:若是结构不简单,请采用机械设计软件PRO-E或是Solidwork之中自带的计算惯量的功能计算结果

计算方法三:若是获得结果实在太难,亦要一个估算值,以期计算力矩以及选的匹配电机的惯量。

其中,必要性惯量匹配的问题遭很多人忽视,实际应用之中若是要达平稳、动态响应好的运动效果,必需遵循惯量匹配原则。

 

惯量匹配原则:对步进电机,一般提议换算到电机轴的负载惯量不大于电机转子惯量的5

负载所需加速度的估算公式:

T=JL+JM*αM

JL:换算到电机轴的负载总惯量

JM:电机的转子惯量

αM:角加速度


1、假如采用步进电机,亦需用到步进电机的矩频曲线,它是指在标定的电压,电流条件之下,电机转速和输出扭矩的关系曲线。需留意你所算出的转矩是指于你需求速度之下的转矩,所以,步进电转机没过载能力,因此通常需将计算出来的所得力矩乘以安全系数1.5~2,获得一个考量了余量的所需扭矩。

 

2、由此扭矩以及上述计算获得的所需最大转速来初选步进电机,于初选电机的矩频曲线之上,在纵坐标轴之上找寻到所需最大转矩,接着于横坐标下查量出此扭矩之下对于应可获得的转速,此功率应当大于算好的所需最高转速。按照此方法便可确定步进电机选型,接着可参照电机的额定电流,电压等参数,来初选适配的驱动器。

 

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