步进电机选型的步骤及如何选择步进电机.docx
最全的步进电机选型计算过程
最全的步进电机选型计算过程1.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，电机的选型基于此驱动模式图。
2.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：步距角移动的距离步进电机旋转一周物体物体移动的总距离必要脉冲数︒=360x3.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，同时由于在启动/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。
[][][]秒定位时间必要脉冲数驱动脉冲速度Hz Hz =（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。
[][][][][]秒减速时间加秒定位时间秒减速时间加起始脉冲速度必要脉冲数驱动脉冲速度/-/x -Hz Hz =4.一般步进电机力矩简单计算：电机力矩＝（摩擦负载力矩T L +启动时的惯性负载力矩T a ）×安全系数。
步进电机的动态力矩一下子很难确定，我们往往先确定电机的静力矩。
静力矩选择的依据是电机工作的负载，而负载可分为启动时的惯性负载和恒速运行时的摩擦负载两种，自启动运行方式启动（一般指由低速启动）时的启动时的惯性负载力矩和恒速运行时的摩擦负载力矩均要考虑，加速起动时主要考虑启动时的惯性负载力矩，恒速运行进只要考虑摩擦负载力矩。
步进电机选型计算实例
步进电机选型计算实例
1、首先确认电机的型号：步进电机;。
2、确定电机的转数，步距，最小脉宽，电压，转矩等参数；
3、根据电机的转矩，转速和步距计算所需的最大功率；
4、根据最大功率，选择合适的驱动器；
5、根据选择的驱动器，选择电机，确定电机的型号，电压，转矩，功率，转速，步距，最小脉宽等参数；
6、根据所需电流和抗静电等环境要求进行电机最终选型；
7、对电机进行实际测试，确保电机能够满足系统的要求；
8、完成实验，确认电机选型正确，步进电机计算实例选择完成。
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。
步进电机的选型步骤
步进电机的计算与选型对于步进电动机的计算与选型，通常可以按照以下几个步骤：1) 根据机械系统结构，求得加在步进电动机转轴上的总转动惯量eq J ;2) 计算不同工况下加在步进电动机转轴上的等效负载转矩eq T ；3) 取其中最大的等效负载转矩，作为确定步进电动机最大静转矩的依据；4) 根据运行矩频特性、起动惯频特性等，对初选的步进电动机进行校核。
1. 步进电动机转轴上的总转动惯量eq J 的计算加在步进电动机转轴上的总转动惯量eq J 是进给伺服系统的主要参数之一，它对选择电动机具有重要意义。
eq J 主要包括电动机转子的转动惯量、减速装置与滚珠丝杠以及移动部件等折算到电动机转轴上的转动惯量等。
ml2/122. 步进电动机转轴上的等效负载转矩eq T 的计算步进电动机转轴所承受的负载转矩在不同的工况下是不同的。
通常考虑两种情况：一种情况是快速空载起动（工作负载为0），另一种情况是承受最大工作负载。
（1）快速空载起动时电动机转轴所承受的负载转矩eq1Teq1amax f 0T =T +T +T (4-8)式中 amax T ——快速空载起动时折算到电动机转轴上的最大加速转矩，单位为N ·m ；f T ——移动部件运动时折算到电动机转轴上的摩擦转矩，单位N ·m ；0T ——滚珠丝杠预紧后折算到电动机转轴上的附加摩擦转矩，单位为N ·m 。
具体计算过程如下：1）快速空载起动时折算到电动机转轴上的最大加速转矩：amax eq 2T =J =60eq ma J n t πε （4-9）式中 eq J ——步进电动机转轴上的总转动惯量，单位为2kg m ⋅；ε——电动机转轴的角加速度，单位为2/rad s ；m n ——电动机的转速，单位r/min ；a t ——电动机加速所用时间，单位为s ，一般在0.3~1s 之间选取。
2）移动部件运动时折算到电动机转轴上的摩擦转矩：f T =2i πη （4-10）式中 F 摩——导轨的摩擦力，单位为N ；h P ——滚珠丝杠导程，单位为m ；η——传动链总效率，一般取0.70.85η=；i ——总的传动比，/s m i n n =，其中m n 为电动机转速，s n 为丝杠的转速。
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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。
例如水下机器人，就需要放水电机。
对
于特种用途的电机，就要针对性选择了。
6、根据您的实际情况可否需要特殊规格
特殊规格的步进电机，请和我们沟通，在技术允许的范围内，加工订货。
例如，出轴的直径、长短、伸出方向等。
7、如有必要最好与厂家的技术工程师进一步沟通与确认型号
如有必要最好与厂家的技术工程师进一步沟通，以便于确认你要选择的步进机电能否满足你所要求各方面的指标。
四宏电机苏州分公司05。