步进电机选型自动计算V1.1
步进电机选型
2.力矩与功率的换算
P
=
T
贩n
60
2pr
P为功率，单位为w；n为转速，单位r/min，T为力矩，N.m
（一）步进电机选择实例
经济型数控车床的纵向（z 轴） 进给系统，通常是采用步进电机驱 动滚珠丝杠、带动装有刀架的拖板 作直线往复运动，其工作原理与图 相似，其中工作台即拖板。
假设:拖板重量W＝2000N ，拖板导轨之间的摩擦系数μ＝0.06 ,车 削时最大切削负载＝2150N , y 向切削分力Fy＝2Fz ＝4300N （垂 直于导轨），要求刀具切削时的进给速度v1＝10 ~500mm /min，快 速行程速度＝3000mm/min ，滚珠丝杠名义直径d0＝32mm ， 导程 tsp＝6mm ，丝杠总长l = 1400mm ，拖板最大行程为1150mm ，定 位精度士0 .0lmm ，试选择合适的步进电机。
500 mm / min
综上所述，可选该型号的步进电机。
实用公式：转速(r/s）=脉冲频率 /（电机每转整步数*细分数）
n(r / s) =
P qe 360 ´ m
n：电机转速（R/S）；P：脉冲频率（Hz）；θe：电机固有步距角；
= t/360 i
J g2
d 2 4b2
32
54 1.0 7.85 10 3 32
0.482 N cm
( 4）小齿轮的转动惯量 Jg1
J g1
d1 4 b1
32
44
1.2 7.85 10 3 32
0.2N cm
JL
J g1 J W
J g2 J sp i2
0.2 0.012 0.482 11.31 7.76 1.52 2
N cm s2
步进电机选型计算方法
步进电机选型计算方法步进电机是一种能将输入脉冲信号转化为角位移的电机。
它具有结构简单、控制精度高、启动扭矩大等优点，广泛应用于机械系统中的定位控制、速度调节、角度控制等领域。
在选型过程中，需要考虑步进电机的型号、参数和性能等因素。
本文将介绍步进电机选型的计算方法。
步进电机的型号和参数步进电机通常由两个参数决定，即步距角和相数。
步距角指的是电机每接受一个脉冲信号所转动的角度。
常见的步距角有 1.8度（200步/转）和0.9度（400步/转）两种。
步距角越小，电机的定位精度越高。
相数指的是电机的相数，常见的有2相、4相、6相等。
相数越多，电机的转矩平稳性越好。
步进电机的性能步进电机的性能包括静态转矩、动态转矩、最大转速等指标。
静态转矩是指电机在静止状态下能够提供的最大转矩，动态转矩是指电机在运转过程中能够提供的最大转矩。
最大转速是指电机能够达到的最高转速。
选型时需根据具体的应用需求来确定这些指标。
步进电机的负载特性负载特性包括电机扭矩-速度曲线和转动惯量。
电机扭矩-速度曲线描述了电机在不同速度下的输出扭矩和输入电流的关系，可以用来评估电机的运行稳定性。
转动惯量描述了电机转动时的惯性大小，通常是根据系统的加速度和位置控制要求来确定的。
步进电机的选型计算方法主要包括定位精度、动态响应性能以及转矩要求三个方面。
1.定位精度计算步进电机的定位精度受到步距角、齿距、电机的误差等因素的影响。
根据具体的应用需求，可以采用以下公式来计算定位精度：定位精度=N*U/360其中，N为步数（一转的步数），U为脉冲数2.动态响应性能计算动态响应性能主要包括加速度曲线和最大速度两个方面。
加速度曲线是根据系统的加速度和行程要求来确定的。
最大速度则取决于电机的最大转速和负载特性。
3.转矩要求计算转矩要求主要是根据负载的特性来确定的。
计算转矩要求时需要考虑负载的惯性、摩擦力、载荷等因素。
综合考虑以上因素，可以选择合适的步进电机。
通常情况下，需要进行多个步进电机比较和试验，以找到最适合应用需求的电机。
步进电机选型计算公式
步进电机选型计算公式
步进电机选型计算公式主要包括以下三个方面：
1. 计算步进电机的理论步数。
步进电机的理论步数是由电机的步距角以及驱动方式（单相、双相、四相等）决定的。
计算公式为：
理论步数= 360°/步距角×驱动方式
其中，步距角是指电机每一步转动的角度。
2. 计算步进电机的负载转矩。
负载转矩是指在实际工作过程中，电机需要承受的负载力矩。
该值会影响到电机的运行状态和驱动能力。
计算公式为：
负载转矩= 负载力×距离臂长
其中，负载力是指电机需要承受的负载力，距离臂长是指负载力所作用的杠杆臂长度。
3. 计算驱动电流大小。
驱动电流是指通过步进电机的电流大小，直接影响到步进电机的稳定工作和驱动效率。
计算公式为：
驱动电流= 负载转矩÷转矩系数
其中，转矩系数是一个常量，代表驱动电流和电机扭矩之间的关系。
这个值可以根据不同型号的驱动器进行调整。
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。
步进电机选型自动计算
步进电机选型自动计算步进电机是一种将电脉冲信号转换为机械转动的电机，广泛应用于各种自动化设备中。
选用适合的步进电机对于设备的正常运行至关重要，因此在进行步进电机选型时需要考虑多个因素，并进行自动计算以达到最佳的选择。
在选型过程中，需要考虑以下几个主要因素：1.动态特性：步进电机的动态特性决定了其响应速度和精度。
通过计算步进电机的转速、加速度和定位精度等参数来确定其动态特性。
2.负载特性：需要了解所需驱动的负载特性，如负载惯性、负载转矩等，以确定选择的步进电机是否能够满足负载的要求。
3.环境条件：步进电机的工作环境条件对其选择也有一定影响，例如工作温度、湿度、防护等级等。
需要根据实际环境条件选择合适的步进电机。
4.驱动方式：根据实际应用需求选择恰当的驱动方式，常见的驱动方式有全步进和半步进。
全步进具有更高的转矩，但定位精度相对较低；半步进转矩较小，但定位精度较高。
需要根据实际需求选择合适的驱动方式。
5.参数计算：可以通过计算一些关键参数来确定步进电机的规格，例如转速、转矩、加速度等。
根据具体的使用要求可以选择合适的步进电机。
在进行步进电机选型的计算过程中，可以通过以下步骤进行：第一步：确定负载要求根据实际应用需求确定负载的转矩和速度要求，并结合机械结构计算负载惯性。
第二步：计算转矩根据负载转矩和传动系数，计算步进电机所需输出转矩。
同时考虑保险系数，以确保步进电机真正能够满足负载要求。
第三步：计算加速度根据实际应用的速度要求和负载惯性，计算步进电机所需的加速度。
第四步：选择驱动方式和分辨率根据步进电机的使用要求和自动化系统的需求，选择合适的驱动方式和分辨率。
第五步：选择步进电机规格根据以上计算结果，选择合适的步进电机规格，包括步距角、减速比、电流等。
第六步：验证选型结果通过仿真或实际测试验证选型结果的合理性。
如果需要，可以进行多次迭代，调整参数和选型结果，直到满足要求。
总结起来，步进电机选型的自动计算过程可以分为负载要求确定、转矩和加速度计算、驱动方式和分辨率选择、步进电机规格选择以及选型结果验证等步骤。
步进电机选择详细计算过程
步进电机选择的详细计算过程2011-07-25 00:13:59| 分类：默认分类|举报|字号订阅1，如何正确选择伺服电机和步进电机？主要视具体应用情况而定，简单地说要确定：负载的性质（如水平还是垂直负载等），转矩、惯量、转速、精度、加减速等要求，上位控制要求（如对端口界面和通讯方面的要求），主要控制方式是位置、转矩还是速度方式。
供电电源是直流还是交流电源，或电池供电，电压范围。
据此以确定电机和配用驱动器或控制器的型号。
2，选择步进电机还是伺服电机系统？其实，选择什么样的电机应根据具体应用情况而定，各有其特点。
请见下表，自然明白。
3，如何配用步进电机驱动器？根据电机的电流，配用大于或等于此电流的驱动器。
如果需要低振动或高精度时，可配用细分型驱动器。
对于大转矩电机，尽可能用高电压型驱动器，以获得良好的高速性能。
4，2相和5相步进电机有何区别，如何选择？2相电机成本低，但在低速时的震动较大，高速时的力矩下降快。
5相电机则振动较小，高速性能好，比2相电机的速度高30~50%，可在部分场合取代伺服电机。
5，何时选用直流伺服系统，它和交流伺服有何区别？直流伺服电机分为有刷和无刷电机。
有刷电机成本低，结构简单，启动转矩大，调速范围宽，控制容易，需要维护，但维护方便（换碳刷），产生电磁干扰，对环境有要求。
因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。
无刷电机体积小，重量轻，出力大，响应快，速度高，惯量小，转动平滑，力矩稳定。
控制复杂，容易实现智能化，其电子换相方式灵活，可以方波换相或正弦波换相。
电机免维护，效率很高，运行温度低，电磁辐射很小，长寿命，可用于各种环境。
交流伺服电机也是无刷电机，分为同步和异步电机，目前运动控制中一般都用同步电机，它的功率范围大，可以做到很大的功率。
大惯量，最高转动速度低，且随着功率增大而快速降低。
因而适合做低速平稳运行的应用。
6，使用电机时要注意的问题？上电运行前要作如下检查：1）电源电压是否合适（过压很可能造成驱动模块的损坏）；对于直流输入的+/-极性一定不能接错，驱动控制器上的电机型号或电流设定值是否合适（开始时不要太大）；2）控制信号线接牢靠，工业现场最好要考虑屏蔽问题（如采用双绞线）；3）不要开始时就把需要接的线全接上，只连成最基本的系统，运行良好后，再逐步连接。
步进伺服电机选型计算V1.1(实用版)
圆周率PI 3.141593 F＝ 轴方向负载（N) F0＝ 预负载（N)(≈1/3 F)
μ0＝ 预压螺帽的内部摩擦系数（0.1-0.3) 机械效率 （0.85-
η＝ 0.95) 减速比 （机构的
i＝ 减滚速珠比螺）杆 PB＝ 螺距
FA＝ 外主力轴(开N)始 FB＝ 运(F动B=弹时簧的
滚珠螺杠驱动下负载转矩
TL ( FPB F 0PB ) 1[Nm] 2 2 i
F FA mg(sin a cos a)[N]
滑轮驱动下负载转矩
TL FA mg D
2
i
FA mg)D[Nm] 2i
金属线、皮 带 齿轮、 齿条驱动下 负载转矩
TL F D FD[Nm] 2 i 2i
秤值
m＝ 工作物与工作台的总质量（kg） 滑动面的 摩擦系数
μ＝ (0.05） 倾斜角度
a＝ （°） 终段滑轮 直径
D＝ （m）
—— 重计力算加不速同驱动机构的摩擦转矩 g＝ 度
密度 ρ＝ （7.k9gx/1m03)k
铁 g2/.m83x103k 铝 g8/.m53x103k 黄铜 g/m3 尼龙 1.1x103k
F FA mg(sin a cos a)[பைடு நூலகம் ]
实际测试计 算方法
D TL FB [Nm]
2
计算不同驱动机构的摩擦转矩
步进电机选择的详细计算过程
步进电机选择的详细计算过程步进电机选择的详细计算过程2011-07-25 00:13:59| 分类：默认分类|举报|字号订阅1，如何正确选择伺服电机和步进电机？主要视具体应用情况而定，简单地说要确定：负载的性质（如水平还是垂直负载等），转矩、惯量、转速、精度、加减速等要求，上位控制要求（如对端口界面和通讯方面的要求），主要控制方式是位置、转矩还是速度方式。
供电电源是直流还是交流电源，或电池供电，电压范围。
据此以确定电机和配用驱动器或控制器的型号。
2，选择步进电机还是伺服电机系统？其实，选择什么样的电机应根据具体应用情况而定，各有其特点。
请见下表，自然明白。
可用于各种环境。
交流伺服电机也是无刷电机，分为同步和异步电机，目前运动控制中一般都用同步电机，它的功率范围大，可以做到很大的功率。
大惯量，最高转动速度低，且随着功率增大而快速降低。
因而适合做低速平稳运行的应用。
6，使用电机时要注意的问题？上电运行前要作如下检查：1）电源电压是否合适（过压很可能造成驱动模块的损坏）；对于直流输入的+/-极性一定不能接错，驱动控制器上的电机型号或电流设定值是否合适（开始时不要太大）；2）控制信号线接牢靠，工业现场最好要考虑屏蔽问题（如采用双绞线）；3）不要开始时就把需要接的线全接上，只连成最基本的系统，运行良好后，再逐步连接。
4）一定要搞清楚接地方法，还是采用浮空不接。
5）开始运行的半小时内要密切观察电机的状态，如运动是否正常，声音和温升情况，发现问题立即停机调整。
7，步进电机启动运行时，有时动一下就不动了或原地来回动，运行时有时还会失步，是什么问题？一般要考虑以下方面作检查：1）电机力矩是否足够大，能否带动负载，因此我们一般推荐用户选型时要选用力矩比实际需要大50%~100%的电机，因为步进电机不能过负载运行，哪怕是瞬间，都会造成失步，严重时停转或不规则原地反复动。
2）上位控制器来的输入走步脉冲的电流是否够大（一般要>10mA），以使光耦稳定导通，输入的频率是否过高，导致接收不到，如果上位控制器的输出电路是CMOS电路，则也要选用CMOS输入型的驱动器。
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安全系数
S=
2
电机惯量
JM=
0.0011 kgm2
减速机减速比
i＝
4
1.4 m
DB=
0.025 m
PB=
0.01 m
MC
0.2 kg
DC
0.04 m
μ=
0.1
L=
1m
η=
0.9
t=
0.8 s
A=
25%
FA=
0N
a=
0°
t0= t*A
= 0.2
s
NM = Vl /PB
= 360
rpm
轴向负载F = FFAA+ mg(sin a cos a)
= 196
N
FPB 2
4)克服惯 量的加速 转矩计算 （也称 做：启动 转矩）
惯量比
8)负荷与 减速机惯 量比 当负荷与 电机惯量 比>5时， 考虑采用 减速装 置，提高 惯量匹配
折算后的惯 量比
I1= 0.882500208 I2= 0.055156263
*
其他常数
* *
*
丝杠密度
*
*
*
*
* *
*
G=
9.8 m/s
pi=
3.1416
ρ=
7900 kg/m3
a cos a)
直线运动平 台与负载惯 量
滚珠丝杠惯 量
连轴器惯量
总负荷惯量
启动转矩
5)必须转 矩
必须转矩
6)电机选 择
FPB 负载转矩TL = 2
= 0.346603288 Nm
JL
=
m(
PB 2
)2
= 0.000506604 kgm2
JB = LBDB4 32
= 0.000424147 kgm2
JC=
1 8
mDC 2
机械结构 参数：
速度： 滑动部分质 量 丝杠长度
丝杠直径 丝杠导程 连轴器质量 连轴器直径 摩擦系数 移动距离 机械效率 定位时间 加减速时间 比 外力 移动方向与 水平轴夹角
1)速度曲 线
加速时间
2)电机转 速
3)负荷转 矩计算
丝杠水平 运动选型 计算表格
Vl=
3.6 m/min
M=
200 kg
LB=
= 0.00004
kgm2
JL= JL+JB+JC
= 0.00097075 kgm2
2 Nm(JBiblioteka Jl)TS=60t1
= 0.390328135 Nm
TM= (TL+TS)*S
= 1.473862846 Nm
根据计算， 初步确定电 机型号，然 后输入转子 惯量，确认 TM
7)负荷与 电机惯量 比