步进电机驱动器供电电源如何选择更适合
挑选合适的步进电机和驱动器
说到形状，有人说圆形的电机无力，方形的有力。我觉得这种说法并不完全
是正确的。它是需要加一些限制条件的。在我接触的电机中，一般较早的东方电机使用圆形的较多，那时受永磁材料的限制，确实电机扭矩比较小。后来东方的电机基本就采用方形的了，技术进步后差不多尺寸的电机方的明显比圆的高。不过这也是对一家而言。我见过美国太平洋的110步进电机，其扭矩达到了20Nm不过它的形状也是圆的，还有三洋比较新的步进电机也有圆形的，其扭矩一点不比方的小。所以看扭矩主要还是要能判断出其大概的年份，越新的相同尺寸其扭矩也就会越大。
国内生产步进电机和驱动器的厂家太多了，本人了解得有限，先介绍这些吧，欢迎大家补充！
2、日本篇
小日本很可恶，不过其二手东西就和他的av产品一样在国内广受欢迎！！
东方、三洋这两家是二手市场出镜率相当高的企业。其中又以它们的步进电机产品为最。至于驱动器，这两家应该都不错，不过价格低的往往是其古老而又久远的产品，新点的驱动器往往价格很高，特别是两相驱动器，新的一是少，二是贵。以至于这一年多我没接触过这两家新点的两相驱动器，连个型号都没有影响，不过五相的驱动器还是有些接触的。那就说说这两家的电机吧。之前说过了，东方的电机一般方的比圆的新，其扭矩也大点。网上有很多东方的步进电机，价格我觉得也不算贵，57的一般在20-50元之间86的一般在80-250元之间。感觉57电机还是很实惠的，如果机器不大的话76-86长的57或60电机足够了，买不到这两家的驱动器，买个好点的国产驱动器，这样配套效果也相当不错。至于五相电机，情况相对于两相的恰恰相反。网上大量驱动器，价格有的也不高200-300就能搞定。不过电机的价格贵得有点离谱，57的都在50以上，长点的更是过百，86的就更别说了，都说五相步进高，我觉得现在高就高在电机价格上，其驱动器往往还比两相的便宜点呢：）
步进电机选型方法
步进电机选型方法１、步进电机的选用计算方法步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。
通俗一点讲：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（及步进角）。
您可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时您可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。
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MM=Ma+Mf+Mt （1-3）Ma=（Jm+Jt).n/T×1.02×10ˉ2 （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)×10ˉ2 （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)×10ˉ2 （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。
步进电机的选择
步进电机的选择选型原则驱动器的电流：电流是判断驱动器能力大小的依据，是选择驱动器的重要指标之一，通常驱动器的最大电流要略大于电机的标称电流，通常驱动器有3.0A，4.0A,6.0A,8.0A等规格。
驱动器的供电电压：供电电压是判断驱动器升速能力的标志，常规电压供给有24VDC,40VDC,60VDC,80 VDC,110VDC,220VDC等。
驱动器的细分：细分是控制精度的标志，通过增大细分能改善精度。
步进电机（尤其是反应式步进电机）都有低频振荡的特点，如果您的电机需要工作在低频共振区工作（如走圆弧），则细分驱动器是很好的选择。
此外，细分比不细分，输出转矩对各种电机都有不同程度的提升。
选型指导要使系统协调运转，选型是比较重要的一环。
在此介绍一些有关选型的事项，供大家参考。
由于电机直接与外界负载相关联，因此，可以先从电机着手。
选择步进电机大致可分为以下几个步骤：1. 计算负载转矩假设系统力学模型如下图所示：已知条件如下：所用丝杆为滚珠螺杆，直径D=20mm，长度L=1米负载P=50KG，Z1,Z2为传动齿轮，Z1分度圆直径为d1=200mm，Z2分度圆直径为d1=100mm，宽度为2厘米；μ为摩擦系数，在此设其为μ=0.2电机起动速度V0=300RPM,运行速度V1=900RPM,加速时间t=200ms;由此可求得负载转矩如下：T=9.8μPD/2/1000=9.8×0.2×50×20/2/1000=0.98(牛米)1. 计算传动构件的转动惯量滚珠螺杆传动惯量：I0=1.57(R＾4)ρl ρ为密度=1.57×（0.01＾4）×7800×1=0.012（千克.平方米）同里可分别求得Z1和Z2的转动惯量，假定求得Z1转动惯量为I1=0.024（千克.平方米）Z2转动惯量为I2=0.0015（千克.平方米）2. 计算传动比I21=d1/d2=23. 计算电机起动转矩Tm=T/I21+(I0+I1)ξ/I21+I2*ξ=0.98/2+(0.012+0.024)*314/2+0.0015*314=0.49+5.652+0.471=6.613(牛*米)考虑到其他因素的影响，将其乘上一系数K，此系数请一实际情况斟酌选取。
步进电机选型手册
负载稳定性：考虑负载的稳定性对电机性能的影响
运动特性
步进电机的精度与步距角成正比
步进电机的转速与脉冲频率成正比
步进电机的转矩与电流成正比
步进电机的响应速度与驱动电路有关
环境条件
温度：需要考虑电机的工作温度范围，以及环境温度对电机性能的影响
湿度：需要考虑电机的工作湿度范围，以及环境湿度对电机性能的影响
步进电机的特点：精确定位、易于控制、响应速度快
步进电机的应用：广泛应用于自动化设备、机器人、数控机床等领域
步进电机的分类
按照控制方式分类：开环控制、闭环控制、半闭环控制
按照驱动方式分类：直流驱动、交流驱动、混合驱动
按照结构分类：永磁式、混合式、感应式
按照步距角分类：整步、半步、微步、超微步
步进电机的性能参数
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汇报人：
噪音：步进电机的噪音越小，工作环境越安静
控制方式：选择合适的控制方式，如开环控制、闭环控制等
驱动器：选择合适的驱动器，如直流驱动器、交流驱动器等
步进电机品牌与型号推荐
国际品牌推荐
德国西门子：SINAMICS系列步进电机，性能稳定，质量可靠
美国罗克韦尔：PowerFlex系列步进电机，性能优异，价格适中
步距角：电机每转一圈的步数
效率：电机输出的能量与输入的能量的比值
响应时间：电机从静止到启动的时间
转速：电机每分钟的转数
精度：电机定位的精确度
扭矩：电机输出的力矩
步进电机选型要点
负载特性
负载类型：恒定负载、周期性负载、冲击性负载等
负载大小：根据实际需求选择合适的电机功率
负载频率：根据电机的转速和转矩特性选择合适的负载频率
海拔：需要考虑电机的工作海拔范围，以及海拔对电机性能的影响
步进电机及驱动器选购常识
1、选择保持转矩保持转矩也叫静力矩，是指步进电机通电但没有转动时，定子锁住转子的力矩。
由于步进电机低速运转时的力矩接近保持转矩，而步进电机的力矩随着速度的增大而快速衰减，输出功率也随速度的增大而变化，所以说保持转矩是衡量步进电机负载能力最重要的参数之一。
比如，一般不加说明地讲到1N.m的步进电机，可以理解为保持转矩是1N.m。
2、选择相数两相步进电机成本低，步距角最少1.8 度，低速时的震动较大，高速时力矩下降快，适用于高速且对精度和平稳性要求不高的场合;三相步进电机步距角最少1.5度，振动比两相步进电机小，低速性能好于两相步进电机，最高速度比两相步进电机高百分之30至50，适用于高速且对精度和平稳性要求较高的场合;5相步进电机步距角更小，低速性能好于3相步进电机，但成本偏高，适用于中低速段且对精度和平稳性要求较高的场合。
步电机系统解决方案3、选择步进电机应遵循先选电机后选驱动器原则，先明确负载特性，再通过比较不同型号步进电机的静力矩和矩频曲线，找到与负载特性最匹配的步进电机;精度要求高时，应采用机械减速装置，以使电机工作在效率最高、噪音最低的状态;避免使电机工作在振动区，如若必须则通过改变电压、电流或增加阻尼的方法解决;电源电压方面，建议57电机采用直流24V-36V、86电机采用直流46V、110电机采用高于直流80V;大转动惯量负载应选择机座号较大的电机;大惯量负载、工作转速较高时，电机而应采用逐渐升频提速，以防止电机失步、减少噪音、提高停转时的定位精度;鉴于步进电机力矩一般在40Nm以下，超出此力矩范围，且运转速度大于1000RPM时，即应考虑选择伺服电机，一般交流伺服电机可正常运转于3000RPM，直流伺服电机可可正常运转于10000RPM。
4、选择驱动器和细分数最好不选择整步状态，因为整步状态时振动较大;尽量选择小电流、大电感、低电压的驱动器;配用大于工作电流的驱动器、在需要步电机系统解决方案低振动或高精度时配用细分型驱动器、对于大转矩电机配用高电压型驱动器，以获得良好的高速性能;在电机实际使用转速通常较高且对精度和平稳性要求不高的场合，不必选择高细分数驱动器，以便节约成本;在电机实际使用转速通常很低的条件下，应选用较大细分数，以确保运转平滑，减少振动和噪音;总之，在选择细分数时，应综合考虑步进电机驱动器的实际运转速度、负载力矩范围、减速器设置情况、精度要求、振动和噪音要求等。
如何选择步进电机-步进电机的选择
如何选择步进电机?步进电机的选择
熟识这门技术的人应当是比较清晰的，步进电机的选择主要涉及到的是三个要素，步距角、静转距以及电流这三大方面，一般来说只要这个三个要素确定下来之后，那么型号大致就可以确定下来了。
首先第一个方面是步距角的选择方面，步距角主要是取决于负载的精度要求，那么将这个负载的当量换到电机轴上，那么每个当量电机应当走多少角度，步距角的角度应当是等于或者是小于这个角度。
其次个方面是电流的选择，电流参数不同，所得到的运行性能是很大不同的。
第三个方面就是静转距的选择，静转距一般应当是摩擦负载的2-3倍内是最好的，这个静转距一旦选定，电机的机座和长度就可以确定下来了。
整个这三方面确定之后，也许的电机选择也就可以确定下来了。
推断需多大力矩：静扭矩是选择步进电机的主要参数之一。
负载大时，需采纳大力矩电机。
力矩指标大时，电机形状也大。
推断电机运转速度：转速要求高时，应选相电流较大、电感较小的电机，以增加功率输入。
且在选择步进电机驱动器时采纳较高供电电压。
选择电机的安装规格：如57、86、110等，主要与力矩要求有关。
确定定位精度和振动方面的要求状况：推断是否需细分，需多少细分。
依据电机的电流、细分和供电电压选择驱动器。
86步进电机的驱动电压多大合适？
86步进电机的驱动电压在实际应用中是五花八门，主要还是要根据负载的运行特点来选择一个合适的驱动电压解决方案，驱动电压不同，输出扭矩和成本、发热等都会有明显的差异，小编在这里给您介绍说明一下驱动电压对于86步进电机输出特性的影响，相信您看完后知道如何选择您合适的86步进电机驱动电压方案。
机身越大的步进电机，通常会要求使用更高的驱动电压，对于86步进电机来讲，通常最低电压就需要考虑DC48V的电压，但对于工作速度比较低的场合，也有使用DC24V这样低电压驱动的，只是随着速度提高，输出扭矩快速下降，具体看看我公司的几款常用86步进电机在24V驱动电压下的距频图。
SST86D3***机身长101.5mm，保持力矩6.2Nm，SST86D5***机身长132mm，保持力矩9Nm，在同样24V电压驱动情况下，额度电流低的型号随转速（1.8°步距角电机，脉冲频率*0.3=转速rpm）上升工作力矩下降很快，额度电流6A的电机情况好一些，但SST86D5605在90rpm以内还有8Nm扭矩，但150rpm时候大概2.6Nm，而机身更短的SST86D3605在150rpm还有5Nm扭矩，说明机身更长的电机在不是很低速度的情况下，对于驱动电压的依赖度更高。
为了直观对比看出驱动电压对于86步进电机的输出扭矩的影响，我们把这两款步进电机在DC76V驱动电压下的距频图拿来对比一下。
可以看到低速的扭矩差不多，但高速时候的扭矩差别很大，在DC76V 电压驱动下，SST86D3605在450rpm扭矩还有5Nm左右，而SST86D5605在450rpm的扭矩超过6Nm，说明86步进电机在DC76V电压情况下的输出扭矩还是比较理想的。
但DC76V这么高的直流电源比较少见，即使有，单价也很贵，比较常用的解决方案是用变压器+交流驱动器。
对于110或者130这种更大尺寸的步进电机，通常会用AC220V交流驱动器，不需要变压器，但AC220V驱动器体积大，成本贵，关键是用于驱动一般的86步进电机还容易引起电机过热而烧毁，所以我们常用AC80V以内的交流驱动器配环形变压器来匹配可以达到比较好的效果。
步进电机的选型及计算方法
步进电机的选型及计算方法步进电机是一种将电脑指令转化为机械运动的电机，广泛应用于打印机、绘图仪、数控机床、自动化设备等领域。
步进电机的选型和计算方法是确保电机能够满足使用要求的重要环节。
本文将介绍步进电机的选型和计算方法，以帮助读者了解如何正确选择步进电机。
**一、步进电机的选型**选型是步进电机设计的第一步，主要考虑以下几个因素：1.**载荷特性**：首先需要知道电机所需驱动的载荷特性，包括重量、转动惯量等。
根据载荷特性，选取适当的电机功率和扭矩。
2.**运动要求**：了解运动要求，包括速度、加速度、定位精度等。
根据运动要求，选取适当的步进角和步数。
3.**工作环境**：考虑工作环境的温度、湿度、粉尘、振动等因素，选取能够适应工作环境的电机。
4.**可靠性要求**：根据应用的可靠性要求，选取有良好可靠性的步进电机。
5.**成本**：考虑成本因素，选取能够满足需求且价格合理的电机。
选型过程中，通常需要参考制造商提供的电机规格书和技术手册，以获取详细的电机参数信息。
**二、步进电机的计算方法**1.**功率计算**：选择适当的功率可确保步进电机能够正常工作。
功率计算公式如下：功率（W）=扭矩（N·m）×转速（RPM）/9.54882.**扭矩计算**：根据应用的载荷特性计算步进电机所需的最大扭矩。
扭矩计算公式如下：扭矩（N·m）=载荷转动惯量（kg·m²）×角加速度（rad/s²）其中，角加速度可根据速度和加速度计算得到：角加速度（rad/s²）=加速度（rad/s²）/ 微步数（步）3.**速度计算**：根据应用的速度要求，计算步进电机的理论最大速度和可用的速度范围。
理论最大速度可按照电机额定的最大转速计算。
通常步进电机的最大转速范围在100-5000RPM之间。
可用速度范围受到供电电压、电机驱动方式、驱动电流等因素的影响。
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步进电机驱动器供电电源如何选择更适合
对于步进电机驱动器供电电源如何选择更适合？这个问题，技术工程师推荐选择电源电压值比最大所需的电压高10%-50%。
此百分比因Kt，Ke，以及系统内的电压降而不同。
驱动器的电流值应该足够传送应用所需的能量。
记住驱动器的输出电压值与供电电压不同，因此步进电机驱动器输出电流也与输入电流不相同。
为确定合适的供电电流，需要计算此应用所有的功率需求，再增加5%。
按I=P/V公式计算即可得到所需电流值。
从步进电机原理上来说电源功率越充裕越好，实际应用中因为生产成本的需要用户往往在满足要求的条件下要求功率越小越好。
功率过低，首先容易导致电机输出力矩不足甚至丢步，其次也容易损坏驱动器甚至开关电源。
具体的电源选择和用户的系统要求以及系统配置密切相关。
用开关电源给步进和直流电机系统供电好不好？
一般最好不要，特别是大力矩电机，除非选用比需要的功率大一倍以上的开关电源。
因为，电机工作时是大电感型负载，会对电源端形成瞬间的高压。
而开关电源的过载性能不好，会保护关断，且其精密的稳压性能又不需要，有时可能造成开关电源和驱动器的损坏。
可以用常规的环形或R型变压器变压的直流电源。
使用大于额定电压值的直流电源电压驱动电机安全吗?
正常来说这不是问题，只要电机在所设定的速度和电流极限值内运行。
因为电机速度与电机线电压成正比，因此选择某种电源电压不会
引起过速，但可能发生驱动器等故障。
此外，必须保证电机符合驱动器的最小电感系数要求，而且还要确保所设定的电流极限值小于或等于电机的额定电流。
事实上，如果你能在你设计的装置中让电机跑地比较慢的话(低于额定电压)，这是很好的。
以较低的电压(因此比较低的速度)运行会使得电刷运转反弹较少，而且电刷/换向器磨损较小，比较低的电流消耗和比较长的电机寿命。
另一方面，如果电机大小的限制和性能的要求需要额外的转矩及速度，过度驱动电机也是可以的，但会牺牲产品的使用寿命。
北京天拓四方科技有限公司。