步進(jìn)電機(jī)選型方法示范
要使系統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn),選型是比較重要的一環(huán)。在此介紹一些有關(guān)選型的事項(xiàng)，供中國步進(jìn)電機(jī)網(wǎng)瀏覽者參考。
由于電機(jī)直接與外界負(fù)載相關(guān)聯(lián)，因此，可以先從電機(jī)著手。選型步進(jìn)電機(jī)大致可分為以下幾個(gè)步驟：
1、計(jì)算負(fù)載轉(zhuǎn)矩
假設(shè)系統(tǒng)力學(xué)模型如下圖所示：
已知條件如下：
所用絲桿為滾珠螺桿，直徑 D=2Omm，長(zhǎng)度 L=1 米，負(fù)載 P=5OKG，Z1、Z2 為傳動(dòng)齒輪，Z1 分度圓直徑為 D1=200mm，Z2 分度圓直徑為 d2=100mm，寬度為2 厘米，μ為摩擦系數(shù)，在此設(shè)其為μ=0.2，電機(jī)啟動(dòng)速度 VO=300RPM，運(yùn)行速度 V1=900RPM，加速時(shí)間 t=200ms，由此可求得負(fù)載轉(zhuǎn)矩如下：
T=9.8 μ PD/2/1000
=9.8 × 0.2 × 50 × 20/2/1000
=0.98( 牛米 )
2、計(jì)算傳動(dòng)構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量
滾珠螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：
IO=1.57(R^4)ρ L //ρ 為密度，
=1.57 × (0.01^4) × 7800 × 1
=0.012( 千克-米平方 )
同理可分別求得 Z1 與 Z2 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量， 假定求得 Z1 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為
I1=0.024( 干克·米平方 )
Z2轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為
I2=0.0015( 千克-米平方 )
3、計(jì)算傳動(dòng)比
I21=d1/d2=2
4、計(jì)算電機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩
Tm=T/i21+(lO+I1) ξ/l 21+l2 ×ξ // ξ為電機(jī)的角加速度，此處 =314
=0.98/ 2+ (0.012+0.024) × 314/2+0.0015× 314
=0.49+5.652+0.471
=6.613( 牛•米 )
考慮到其他因素的影晌，將其乘上一系數(shù) K， 此系數(shù)請(qǐng)一實(shí)際情況斟酌選取。在此令K =1.5， 則
TK=K × Tm=6.613 × 1.5=9.9( 牛·米)
5、選取電機(jī)
據(jù) V1=900RPM( 若是兩相電機(jī)，其脈沖頻率為 3000)，TK=9.9( �！っ� ) 查找選型手冊(cè)，選出合適電機(jī)
6、 根據(jù)所選電機(jī)額定電流選出與其匹配的驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器的額定電流應(yīng)比電機(jī)額定電流略大。
參考數(shù)據(jù)
為由上述計(jì)算可見，由傳動(dòng)構(gòu)件帶來的額外轉(zhuǎn)矩不可忽略，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)多加注意。由于計(jì)算轉(zhuǎn)矩較為繁瑣，在實(shí)際應(yīng)用中可根據(jù)系統(tǒng)機(jī)構(gòu)大致估算所需轉(zhuǎn)矩。下面列出一些電機(jī)轉(zhuǎn)速在8 轉(zhuǎn)/ 秒以內(nèi)匹配成功率較高的應(yīng)用 ( 滾珠螺桿傳動(dòng) )，供中國步進(jìn)電機(jī)網(wǎng)瀏覽者參考
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