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步进电机选型的计算示例

2020-12-06 来源:客趣旅游网
步进电机选型的计算示例

一、必要脉冲数和驱动脉冲数速度计算的示例

下面给出的是一个3相步进电机必要脉冲数和驱动脉冲速度的计算示例。这是一个实际应用例子,可以更好的理解电机选型的计算方法。 1.1 驱动滚轴丝杆

如下图,3相步进电机(1.2°/步)驱动物体运动1秒钟,则必要脉冲数和驱动脉冲速度的计算方法如下:

必要脉冲数=

100 10

×

360° 1.2°

=3000[脉冲]

如果采用自启动方式驱动1秒钟,则驱动脉冲速度应该这样计算:

3000[Pulse]/1[sec]=3[kHz]

但是,自启动速度不可能是5kHz,应该采用加/减速运行方式来驱动。如果加/减速时间设置为定位时间的25%,启动脉冲速度为500[Hz],则计算方法如下:

驱动脉冲速度[Hz]=

如图所示:

3000[脉冲]-500[Hz]×0.25[秒] 1[秒]-0.25[秒]

=3.8 [kHz]

1.2驱动传动带

如下图,3相步进电机(1.2°/步)驱动物体运动1秒钟。驱动轮的周长即旋转一圈移动的距离大约为50[mm]。

因此,所需要的必要脉冲数为:

必要脉冲数=

1100 50

×

360° 1.2°

=6600 [脉冲]

所需参数同上例驱动滚轴丝杆,采用加/减速运行模式,则驱动脉冲速度为:

驱动脉冲速度[Hz]=

如图所示:

6600[脉冲]-500[Hz]×0.25[秒] 1[秒]-0.25[秒]

=8.7 [kHz]

二、负载力矩的计算示例(TL)

下面给出的是一个3相步进电机负载力矩的计算示例。这是一个实际应用例子,其中的数字公式有助于更好的理解电机选型的应用。 2.1 滚轴丝杆驱动水平负载

如下图,滚轴丝杆驱动水平负载,效率为90%,负载重量为40千克,则负载力矩的计算方法如下:

TL=

TL=

40[kg]×1[cm] 2π×0.9

×

1 1

=7.07 [kgf·cm]

m·PB 2πη

×

1 i

[kgf·cm]

2.2 传送带驱动水平负载

传送带驱动水平负载,效率为90%,驱动轮直径16毫米,负载重量是9千克,则负载力矩的计算方法如下:

TL=

TL=

1.6 [cm] 2

× 9 [kg] ×

1 0.9

×

1 1

=8 [kgf·cm]

D 2

× m ×

1 η

×

1 i

[kgf·cm]

2.3滚轴丝杆和减速器驱动水平负载

如下图,滚轴丝杆螺距为5毫米,效率为90%,负载重量为250千克,则负载力矩的计算方法如下:

TL=

TL= 250[kg]×0.5[cm] 2π×0.9

×

1 10

=2.21 [kgf·cm]

m·PB 2πη

×

1 i

[kgf·cm]

这是水平方向负载的计算结果,如果是垂直方向的负载,则力矩应该是此结果的2倍,而且此结果仅包括负载力矩,电机的总负载还应该包括加/减速力矩,但是,计算中很难得到准确的负载惯性惯量,因此,为了解决这个问题,在实际计算负载力矩的时候,特别是自启动或需要迅速加/减速的情况,我们应该在此基础上再乘以一个安全系数。

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