研控步进电机选型
步进电机的选用及电机型号、参数、尺寸标准
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。
论文天地欢迎您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× 1.02×10ˉ 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)×10ˉ 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)×10ˉ 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。
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
步进电机的选型及计算方法
步进电机选型的计算方法步进电机选型表中有部分参数需要计算来得到。
但是实际计算中许多情况我们都无法得到确切的机械参数，因此，这里只给出比较简单的计算方法。
一、驱动模式的选择驱动模式是指如何将传送装置的运动转换为步进电机的旋转。
下图所示的驱动模式包括了电机的加/减速时间，驱动和定位时间，电机的选型基于模式图。
●必要脉冲数的计算必要脉冲数是指传动装置将物体从起始位置传送到目标位置所需要提供给步进电机的脉冲数。
必要脉冲数按下面公式计算：必要脉冲数＝物体移动的距离距离电机旋转一周移动的距离×360 o步进角●驱动脉冲速度的计算驱动脉冲速度是指在设定的定位时间中电机旋转过一定角度所需要的脉冲数。
驱动脉冲数可以根据必要脉冲数、定位时间和加/减速时间计算得出。
（1）自启动运行方式自启动运行方式是指在驱动电机旋转和停止时不经过加速、减速阶段，而直接以驱动脉冲速度启动和停止的运行方式。
自启动运行方式通常在转速较低的时候使用。
同时，因为在启动/停止时存在一个突然的速度变化，所以这种方式需要较大的加/减速力矩。
自启动运行方式的驱动脉冲速度计算方法如下：驱动脉冲速度[Hz]= 必要脉冲数[脉冲] 定位时间[秒]（2）加/减速运行方式加//减速运行方式是指电机首先以一个较低的速度启动，经过一个加速过程后达到正常的驱动脉冲速度，运行一段时间之后再经过一个减速过程后电机停止的运行方式。
其定位时间包括加速时间、减速时间和以驱动脉冲速度运行的时间。
加/减速时间需要根据传送距离、速度和定位时间来计算。
在加/减速运行方式中，因为速度变化较小，所以需要的力矩要比自启动方式下的力矩小。
加/减速运行方式下的驱动脉冲速度计算方法如下：驱动脉冲速度[Hz]= 必要脉冲数－启动脉冲数[Hz]×加/减速时间[秒] 定位时间[秒]－加/减速时间[秒]二、电机力矩的简单计算示例必要的电机力矩＝（负载力矩+加/减速力矩）×安全系数●负载力矩的计算（TL）负载力矩是指传送装置上与负载接触部分所受到的摩擦力矩。
步进电机型号参数选择
步进电机型号参数选择步进电机是一种能将数字脉冲信号转换为角位移或直线位移的电机。
它通过控制电流的连续变化实现位置控制，具有精度高、稳定性好、启停速度快等优点。
步进电机在许多领域中广泛应用，包括机械、电子设备、医疗器械等。
本文将介绍几种常见的步进电机型号、参数和选择方法。
一、步进电机型号1.42型步进电机42型步进电机是一种直径为42mm的经典步进电机。
它由两相或四相线圈组成，每一相的线圈可以通过一个电流控制芯片驱动。
42型步进电机具有结构简单、驱动电流小、噪音低等特点，广泛应用于一些小型机械设备中。
2.57型步进电机57型步进电机是一种直径为57mm的步进电机。
它由四相线圈组成，每一相的线圈可以通过一个电流控制芯片驱动。
57型步进电机具有结构稳定、扭矩输出大、运行平稳等特点，广泛应用于一些需要较大扭矩输出的场合。
3.86型步进电机86型步进电机是一种直径为86mm的大功率步进电机。
它由四相线圈组成，每一相的线圈可以通过一个电流控制芯片驱动。
86型步进电机具有功率大、运行平稳等特点，广泛应用于一些需要大功率输出的机械设备。
二、步进电机参数1.步距角：步进电机通常以步距角来描述，它表示每次接收一个脉冲信号时电机转动的角度。
常见的步距角有1.8度型和0.9度型。
1.8度型步进电机每个步距可以转动1.8度，0.9度型步进电机则可以转动0.9度。
2.额定电流：步进电机的额定电流是指电机在正常工作时所需的电流大小。
一般来说，额定电流越大，电机的输出扭矩就越大，但也会产生更多的热量。
3.驱动电压：步进电机的驱动电压是指电机在正常工作时所需的电压大小。
一般来说，驱动电压越高，电机的运行速度就越快，但也会增加驱动电路的复杂度。
4.静态扭矩：步进电机的静态扭矩是指在停止时所能提供的最大转矩。
它通常与步进电机的物理结构和线圈参数有关。
5.转动惯量：步进电机的转动惯量是指电机转动一定角度所需的转动力矩大小。
它通常与电机的转子质量和转子结构有关。
步进电机的选用及电机型号、参数、尺寸标准[宝典]
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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Mjmx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。
论文天地欢迎您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(K g.cm.s2)J1、J2 ---齿轮惯量(K g.cm.s2)Js ----丝杆惯量(K g.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=M+M+Mt （1-3）M=（Jm+Jt).n/T× 1.02×10ˉ2（1-4）式中M ---电机启动加速力矩（N.m)Jm、Jt---电机自身惯量与负载惯量(K g.cm.s2)n---电机所需达到的转速（r/min）T---电机升速时间（s）M=(u.W.s)/(2πηi)×10ˉ2（1-5）M---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=(P t.s)/(2πηi)×10ˉ2（1-6）Mt---切削力折算至电机力矩（N.m)P t---最大切削力（N）（4）负载起动频率估算。
步进电机的选型与计算
步进电机的选型与计算在选型步进电机时，需要明确应用场景和需求。
首先，要了解步进电机的类型，包括反应式、永磁式和混合式三种。
每种类型都有其特点和应用领域，比如反应式步进电机结构简单、成本低，适用于对精度要求不高的场合；永磁式步进电机力矩大、精度高，适用于对精度要求较高的场合；混合式步进电机结合了反应式和永磁式的优点，但成本较高。
其次，要根据需求选择步进电机的参数，包括步距角、相数、电流等。
步距角指的是步进电机每接收一个脉冲信号，旋转的角度；相数指的是电机内部线圈的组数；电流则代表电机的功率。
这些参数的选择将直接影响电机的性能和输出效果。
在计算步进电机参数时，需要以下几个方面：1、计算转速：转速指的是步进电机每分钟旋转的圈数。
根据需求，选择合适的转速范围，以确保电机能够在正常工作条件下运行。
2、计算电压：电压是供给步进电机的电源电压。
根据电机的功率和电流，选择合适的电压值，以确保电机能够正常运转且不会过热。
3、计算功率：功率指的是步进电机的耗电情况。
根据电机的工作负载和转速，计算出所需的功率，以便选择合适的电源和驱动器。
在电路搭建方面，需要使用驱动器来控制步进电机的旋转。
根据不同的需求，可以选用不同的驱动器，如恒流驱动、恒压驱动等。
同时，还需要注意电路的图示和布局，以确保电源、驱动器和步进电机之间的连接正确可靠。
实验和仿真也是步进电机选型与计算过程中的重要环节。
通过实验，可以验证电机的旋转角度、速度和力矩是否符合要求；通过仿真，可以在实际制作之前对电路的性能进行评估和优化。
实验和仿真的结果将为最终方案的选择提供依据。
在应用过程中，还需注意以下事项：1、避免步进电机长时间处于高速状态：高速运转容易导致电机过热，可能影响其性能和使用寿命。
因此，要合理控制电机的转速，避免长时间的高速运转。
2、步进电机的维护和保养：定期检查电机的紧固件是否松动，轴承是否磨损，以及润滑情况等。
保持电机的清洁和干燥，以延长其使用寿命。
步进电机选型的步骤及如何选择步进电机.docx
在选择步进电机时可以按以下步骤进行选择，这样可以避免选型不当带来的麻烦。
具体如下，仅供参考。
1、步进电机转矩的选择步进电机的保持转矩，近似于传统电机所称的“功率”。
当然，有着本质的区别。
步进电动机的物理结构，完全不同于交流、直流电机，电机的输出功率是可变的。
通常根据需要的转矩大小 ( 即所要带动物体的扭力大小) ，来选择哪种型号的电机。
大致说来，扭力在以下，选择20、28、35 、39、42( 电机的机身直径或方度，单位：mm);扭力在左右的，选择57 电机较为合适。
扭力在几个或更大的情况下，就要选择86、 110、 130 等规格的步进电机。
2、步过电机转速的选择对于电机的转速也要特别考虑。
因为，电机的输出转矩，与转速成反比。
就是说，步进电机在低速 ( 每分钟几百转或更低转速，其输出转矩较大) ，在高速旋转状态的转矩(1000 转 / 分 --9000转) 就很小了。
当然，有些工况环境需要高速电机，就要对步进电动机的线圈电阻、电感等指标进行衡量。
选择电感稍小一些的电机，作为高速电机，能够获得较大输出转矩。
反之，要求低速大力矩的情况下，就要选择电感在十几或几十mH,电阻也要大一些为好。
3、步进电机空载起动频率的选择步进电机空载起动频率，通常称为“空起频率”。
这是选购电机比较重要的一项指标。
如果要求在瞬间频繁启动、停止，并且，转速在1000 转 / 分钟左右 ( 或更高 ) ，通常需要“加速启动” 。
如果需要直接启动达到高速运转，最好选择反应式或永磁电机。
这些电机的“空起频率”都比较高。
4、步进电机的相数选择步进电机的相数选择，这项内容，很多客户几乎没有什么重视，大多是随便购买。
其实，不同相数的电机，工作效果是不同的。
相数越多，步距角就能够做的比较小，工作时的振动就相对小一些。
大多数场合，使用两相电机比较多。
在高速大力矩的工作环境，选择三相步进电机是比较实用的。
5、针对步进电机使用环境来选择特种步进电机能够防水、防油，用于某些特殊场合。
步进电机的选用电机型号、参数、尺寸标准
步进电机的选用电机型号、参数、尺寸标准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。
论文天地欢迎您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)---电机所需达到的转速(r/min) nT---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。