步进电机选型的三种方法
步进电机的选型与计算
步进电机的选型与计算步进电机是一种常见的电机类型，拥有精度高、可控性强、反应灵敏等优点，广泛应用于各种精密控制系统中。
在选择和计算步进电机时需要考虑以下几个方面。
一、步进电机的类型首先需要了解有哪些类型的步进电机。
目前市面上常见的步进电机有单相/两相/三相/五相等不同类型，不同的类型适用于不同的应用场景。
对于低速高力的应用场合，单相步进电机的效果较佳；需要高精度的位置控制时，可以选择三/五相步进电机。
在选择实际使用的步进电机时，最好能够根据实际需求进行精细化选择。
二、步进电机驱动器的选择选择步进电机驱动器时，需要根据步进电机的类型、电源电压和工作电流等参数进行选择。
一般来说，驱动器的峰值输出电流应大于步进电机的额定电流，以确保电机正常运行。
同时，还需要考虑驱动器的微步数，微步数越高，驱动器的精度控制就越好。
但是，高微步数对马达的耗电量会增加，如果长时间负载运行可能会导致驱动电机的温度升高，从而造成高温失控现象，因此在实际应用过程中需要注意平衡微步数和耗电量的关系。
三、步进电机的计算1. 计算步进电机的步数：计算步进电机的步数主要涉及到推导出步进电机的角度转换公式，与电机的角度转换速率有关。
步数越多，角度转换越精细，步数与转速的关系，可以用以下公式计算：n=Δθ/α，其中n为步数，Δθ为转角（是原始角度），α为每步转角。
2. 计算步进电机的速度：步进电机的速度计算与电机驱动器细分数、定位精度有关，主要通过计算每步角度转移量再计算出转速。
电机驱动器分辨率越高则每步角度转移量越小，转速就越慢，反之亦然。
计算步进电机的速度时，可以使用以下公式：v=r*n*f/60，其中v为速度，r为驱动器细分数的比率，n为步数，f为电机的转速。
总之，在进行步进电机的选型与计算时，需要根据实际应用需求选择合适的电机类型与驱动器，并结合实际情况合理计算步进电机的步数和速度。
这样才能确保电机在实际应用场景中能够正常运转，保证控制系统的精度和可靠性。
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。
如何正确选择步进电机和伺服电机
如何正确选择步进电机和伺服电机近期有许多人询问我，问我步进电机不知道怎么选择，我做了简洁的一下几个方法，盼望对大家有关心。
一、首先，确定步进电机拖动负载所需的扭矩最简洁的方法是在负载轴上增加一个杠杆，用弹簧秤拉动杠杆，拉力乘以臂的长度就是负载力矩。
也可以依据负载特性进行理论计算。
由于步进电机是掌握型电机，目前常用的步进电机最大转矩不超过45nm。
扭矩越大，成本就越高。
假如您选择的电机扭矩大于或超过此范围，您可以考虑添加和安装减速装置。
二、确定步进电机的最大运行速度。
在步进电机的选择中，速度指标是特别重要的。
步进电机的特点是随着电机转速的增加，转矩减小。
其下降速度与很多参数有关，如：驱动器的驱动电压、电机的相电流、电机的相电感、电机的尺寸等。
一般规律是：驱动电压越高，转矩下降越慢；电机相电流越大，转矩下降越慢。
在设计方案中，电动机的转速应掌握在1500转/分或1000转/分。
当然，这不是标准。
可以参考〈矩-频特性〉。
三、依据最大负载转矩和最大转速这两个重要指标，参照“转矩频率特性”，我们可以选择适合自己的步进电机。
假如您认为您选择的电机太大，可以考虑增加和减速装置，这样可以节约成本，使您的设计更加敏捷。
为了选择合适的减速比，应综合考虑转矩与转速的关系，选择最佳方案。
四、最终，应考虑肯定数量（如30%）的转矩裕度和转速裕度。
五、应尽量选用混合式步进电机，其性能要高于反射式步进电机。
六、尽可能选择细分驱动器，使驱动器在细分状态下工作。
七、在选择时，不要犯只看电机转矩的错误，即电机转矩越大越好，应与转速指标一并考虑。
八、当速度要求较高时，可选用驱动电压较高的驱动器。
九、没有详细要求选择两相或三相，只要步距角能满意使用要求。
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。
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。
步进电机选型
步进电机选型步进电机是将电脉冲信号转变成角位移或线位移的开环操纵元件。
在非超载的情形下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载转变的阻碍，即给电机加一个脉冲信号，电机那么转过一个步距角。
这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无积存误差等特点。
使得在速度、位置等操纵领域用步进电机来操纵变的超级的简单。
尽管步进电机已被普遍地应用，但步进电机并非能象一般的直流电机，交流电机在常规下利用。
它必需由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成操纵系统方可利用。
因此用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、电子及运算机等许多专业知识。
目前,生产步进电机的厂家的确很多，但具有专业技术人员，能够自行开发，研制的厂家却超级少，大部份的厂家只一、二十人，连最大体的设备都没有。
仅仅处于一种盲目的仿造时期。
这就给用户在产品选型、利用中造成许多麻烦。
签于上述情形，咱们决定以普遍的感应子式步进电机为例。
表达其大体工作原理。
望能对广大用户在选型、利用、及整机改良时有所帮忙。
二、感应子式步进电机工作原理（一）反映式步进电机原理由于反映式步进电机工作原理比较简单。
下面先表达三相反映式步进电机原理。
一、结构：电机转子均匀散布着很多小齿，定子齿有三个励磁绕阻，其几何轴线依次别离与转子齿轴线错开。
0、1/3て、2/3て,（相邻两转子齿轴线间的距离为齿距以て表示），即A与齿1相对齐，B与齿2向右错开1/3て，C与齿3向右错开2/3て，A'与齿5相对齐，（A'确实是A，齿5确实是齿1）二、旋转：如A相通电，B，C相不通电时，由于磁场作用，齿1与A对齐，（转子不受任何力以下均同）。
如B相通电，A，C相不通电时，齿2应与B对齐，现在转子向右移过1/3て，现在齿3与C偏移为1/3て，齿4与A 偏移（て-1/3て）=2/3て。
如C相通电，A，B相不通电，齿3应与C对齐，现在转子又向右移过1/3て，现在齿4与A偏移为1/3て对齐。
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电机选型—丝杆步进电机选型、电机插件使用方法
主讲：小丸子教育—泽雨老师
目的：熟悉丝杆电机使用模型，掌握4种计算方式，并对其中原理进行分析，掌握电机基本参数和公式并且利用电机选型软件验证
课程内容：
已知:总负载m=20kg，速度V=0.1m/s，导程P=10mm，导轨摩擦系数为μ=0.1
1、扭矩匹配的三种方法
方法一：
J（惯量）=M（Pb/2π）^2=20kg*0.00000254=0.0000507kgm^2=0.507
丝杆惯量
总惯量=旋转惯量+直动惯量=0.507+0.256=0.8
加速时间0.2s
ω=2πN/60=6.28*600/60=62.8rad/s
角加速度β=ω/t=62.8rad/s/0.2s=314rad/s^2
T加速=j*β=0.00008kgm^2*314rad/s^2 =0.025NM
T（总）=T（匀速）+T（加速）=0.032NM+0.025NM=0.06NM
方法二：
方法三：
f=μmg=0.1*20kg*10N/kg=20N
T=F*Pb/2π=20N*0.01M/2/3.14=0.032NM
T加速=5*T=0.16NM
2、转速匹配
转速N=V*60*1000/Pb=0.1m/s*60*1000/10mm=600r/min
3、电机惯量匹配
电机惯量J=0.00008kgm^2/20=0.000004kgm^2=0.04*10^-4
课后作业：已知:总负载m=100kg，速度V=0.1m/s，导程Pb=15mm，计算所需步进电机参数。