步进电机电流设定问题
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。步进电机广泛应用于机电一
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
时,首先要保证步进电机的输出功率大于负载所需的
功率。步进电机接线方法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。
步进电机接线方法在实际工作过程中,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
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。步进电机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。
步进电机细分只能改变其分辨率,不改变其精度。精度是由
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。
步进电机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=( .S)/(360. ) (1-1)
φ
Δ
式中 ---
φ
步进电机的步距角(o/
脉冲) S ---丝杆螺距
(mm) ---(mm/
Δ
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) (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 M M=Ma Mf Mt ( 1-3
) Ma=( Jm
Jt).n/T×1.02×10 2
ˉ (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)/(2π i)×10 2
η
ˉ (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)/(2π i)×10 2
η
ˉ (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。步进电机的数控系统控制电机的启动频率与负
载转矩和惯量有很大关系,其估算公式为 fq=fq0 1/2 (1-7
) 式中 fq---带载
起动频率(Hz
) fq0---
空载起动频率 Ml---起动频率下由矩频特性决定的电机
输出力矩(N.m) 若负载参数无法精确确定,则可按 fq=1/2fq0 进行估算.
(5)运行的最高频率与升速时间的计算。
由于电机的输出力矩随着频率的升高而下降,因此在最高频率 时,
由矩频特性的输出力矩应能驱动负载,并留有足够的余量。