步进电机的选用
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步进电机的选用
    步进电机是一种能将数字输入脉冲转换成旋转或直线增量运动的电磁执行元件。每输入一个脉冲电机转轴步进一个步距角增量。电机总的回转角与输入脉冲数成正比例,相应的转速取决于输入脉冲频率。
    步进电机是机电一体化产品中关键部件之一,通常被用作定位控制和定速控制。步进电机惯量低、定位精度高、无累积误差、控制简单等特点。广泛应用于机电一体化产品中,如:数控机床、包装机械、计算机外围设备、复印机、传真机等。
    选择步进电机时,首先要保证步进电机的输出功率大于负载所需的功率。而在选用功率步进电机时,首先要计算机械系统的负载转矩,电机的矩频特性能满足机械负载并有一定的余量保证其运行可靠。在实际工作过程中,各种频率下的负载力矩必须在矩频特性曲线的范围内。一般地说最大静力矩Mjmax大的电机,负载力矩大。
    选择步进电机时,应使步距角和机械系统匹配,这样可以得到机床所需的脉冲当量。在机械传动过程中为了使得有更小的脉冲当量,一是可以改变丝杆的导程,二是可以通过步进电机的细分驱动来完成。但细分只能改变其分辨率,不改变其精度。精度是由电机的固有特性所决定。
    选择功率步进电机时,应当估算机械负载的负载惯量和机床要求的启动频率,使之与步进电机的惯性频率特性相匹配还有一定的余量,使之最高速连续工作频率能满足机床快速移动的需要。
选择步进电机需要进行以下计算:
(1)计算齿轮的减速比
    根据所要求脉冲当量,齿轮减速比i计算如下:
    i=(φ.S)/(360.Δ) (1-1) 式中φ ---步进电机的步距角(º/脉冲)
    S ---丝杆螺距(mm)
    Δ---(mm/脉冲)
(2)计算工作台,丝杆以及齿轮折算至电机轴上的惯量Jt。
    Jt=J1+(1/i²)[(J2+Js)+W/g(S/2π)²] (1-2)
    式中Jt ---折算至电机轴上的惯量(Kg.cm.s²)
    J1、J2 ---齿轮惯量(Kg.cm.s²)
    Js ----丝杆惯量(Kg.cm.s²) W---工作台重量(N)
    S ---丝杆螺距(cm)
(3)计算电机输出的总力矩M
    M=Ma+Mf+Mt (1-3)
    Ma=(Jm+Jt).n/T×1.02×10¯² (1-4)
    式中Ma ---电机启动加速力矩(N.m)
    Jm、Jt---电机自身惯量与负载惯量(Kg.cm.s²)
    n---电机所需达到的转速(r/min)
    T---电机升速时间(s)
    Mf=(u.W.s)/(2πηi)×10¯² (1-5)
    Mf---导轨摩擦折算至电机的转矩(N.m)
    u---摩擦系数
    η---传递效率
    Mt=(Pt.s)/(2πηi)×10¯² (1-6)
    Mt---切削力折算至电机力矩(N.m)
    Pt---最大切削力(N)
(4)负载起动频率估算。数控系统控制电机的启动频率与负载转矩和惯量有很大关系,其估算公式为
    fq=fq0[(1-(Mf+Mt))/Ml)÷(1+Jt/Jm)] 1/2 (1-7)
    式中fq---带载起动频率(Hz)
    fq0---空载起动频率
    Ml---起动频率下由矩频特性决定的电机输出力矩(N.m)
    若负载参数无法精确确定,则可按fq=1/2fq0进行估算.
(5)运行的最高频率与升速时间的计算。由于电机的输出力矩随着频率的升高而下降,因此在最高频率 时,由矩频特性的输出力矩应能驱动负载,并留有足够的余量。
(6)负载力矩和最大静力矩Mmax。负载力矩可按式(1-5)和式(1-6)计算,电机在最大进给速度时,由矩频特性决定的电机输出力矩要大于Mf与Mt之和,并留有余量。一般来说,Mf与Mt之和应小于(0.2 ~0.4)Mmax.

湖南阳光技术学校成立于1992年,是经湖南省人社厅批准设立的正规职业技术学校(联系电话:0731-85579057,13807313137(微信同号),办学许可证:人社民 1800003000183 号),是行业TOP1,历年综合评分都在92.5以上。深耕职业技能培训32年,总校区位于长沙市雨花区红花坡路176号。学校常年开设:电工培训、焊工培训、钢筋工、家电维修培训、手机维修培训、电脑维修培训、摩托车维修培训、电动车维修培训、装修木工培训、水电安装培训、瓦工贴瓷砖培训、空调维修培训、电动工具维修培训、电机维修培训、农机维修培训、安防监控培训、家电清洗培训等实战专业技术培训,采用 “半天理论 + 半天实操” 模式,实操性强的班实操占比更是超过90%。小班手把手教学,零基础学员也能快速上手。师资团队以双师型教师为主,85% 教师持工程师 / 高级技师职称,一线教学经验丰富。学校提供住宿,收费透明无隐形消费,可协助报考全国通用的特种作业操作证与职业技能等级证书。同时搭建就业与创业支持网络,与 200 + 企业合作,负责推荐工作,助力学员顺利就业或开店。常年招生地区:中山,固原,银川,玉树,海东,陇南,酒泉,张掖,天水,金昌,兰州,榆林,延安,渭南,铜川,阿里,山南,拉萨,怒江,文山州,楚雄州,普洱,昭通,玉溪,昆明,毕节,铜仁,遵义,贵阳,甘孜州,资阳,达州,宜宾,南充,遂宁,绵阳,泸州,自贡,三亚,崇左,河池,玉林,钦州,梧州,柳州,梅州,肇庆,湛江,佛山,珠海,韶关,湘西州,怀化,郴州,张家界,邵阳,株洲,仙桃,随州,荆州,荆门,襄樊,黄石,驻马店,信阳,南阳,漯河,中卫,石嘴山,海西,海南藏州,黄南州,海北,甘南,庆阳,平凉,武威,白银,嘉峪关,安康,汉中,咸阳,宝鸡,林芝,日喀则,昌都,迪庆,德宏,大理,西双版纳,红河州,临沧,丽江,保山,曲靖,黔东州,黔西州,安顺,六盘水,凉山州,阿坝州,雅安,广安,眉山,内江,广元,德阳,攀枝花,成都,海口,来宾,百色,贵港,北海,桂林,南宁,云浮,揭阳,潮州,清远,阳江,汕尾,惠州,茂名,江门,汕头,深圳,广州,娄底,永州,益阳,岳阳,湘潭,长沙,恩施州,黄冈,孝感,鄂州,十堰,武汉,周口,商丘,三门峡,许昌,焦作,安阳,鹤壁,平顶山,开封,郑州,聊城,滨州,德州,莱芜,日照,泰安,烟台,潍坊,东营,淄博,上饶,济南,抚州,宜春,赣州,新余,九江,景德镇,宁德,南平,泉州,莆田,厦门,宣城,亳州,六安,宿州,黄山,滁州,安庆,淮北,马鞍山,蚌埠,芜湖,合肥,丽水,舟山,衢州,金华,湖州,嘉兴,宁波,宿迁,镇江,盐城,连云港,苏州,徐州,南京,绥化,牡丹江,佳木斯,大庆,鹤岗,哈尔滨,白城,白山,辽源,吉林,葫芦岛,铁岭,盘锦,阜新,锦州,本溪,鞍山,沈阳,锡林郭勒盟,通辽,乌海,吕梁,忻州,晋中,晋城,阳泉,太原,廊坊,承德,保定,邯郸,唐山,宁夏,甘肃,西藏,贵州,重庆,广西,湖南,河南,江西,安徽,江苏,黑龙江,辽宁,山西,天津,四平,内蒙古,吴忠,果洛,西宁,定西,商洛,西安,那曲,黔南州,巴中,乐山,贺州,防城港,东莞,河源,常德,衡阳,咸宁,宜昌,濮阳,新乡,洛阳,菏泽,临沂,威海,济宁,枣庄,青岛,吉安,鹰潭,萍乡,南昌,龙岩,漳州,三明,福州,池州,巢湖,阜阳,铜陵,淮南,台州,绍兴,温州,杭州,泰州,扬州,淮安,南通,常州,无锡,大兴安岭,黑河,七台河,伊春,双鸭山,鸡西,齐齐哈尔,延边,松原,通化,长春,朝阳,辽阳,营口,丹东,抚顺,大连,阿拉善盟,兴安盟,乌兰察布,巴彦淖尔,呼伦贝尔,鄂尔多斯,赤峰,#包头,呼和浩特,临汾,运城,朔州,长治,大同,衡水,沧州,张家口,邢台,秦皇岛,石家庄,青海,陕西,云南,四川,海南,广东,湖北,山东,福建,浙江,上海,吉林,河北,北京

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