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項目經理、機械設計人員如何選擇步進電機?
發布時間:2019-06-21 14:40:54
  

由于步進電機種類、型號比較多,設備制造商在選擇時可能會有一些疑惑,如何才能以最優的性能、最合適的價格選擇好滿足自己需求的產品? 雷賽針對設備制造商相關人員,如項目經理、機械設計工程師,給出了步進電機選型的辦法與建議。

 

原則上,步進電機選型可參照下列方法:

 1) 采用環境,所需的防護等級,行駛噪音指標,溫升指標等;

2) 確認機械規格,電壓、剛性等參數;

3) 確認動作參數:功率、行程、加減速時間、周期、精度等;

4) 算好負載慣量、選取電機慣量;

5) 算好電機所需扭矩;

6) 選取最高轉速能符合應用要求的電機。

 


設備制造商相關崗位人員可按照下列分工,需要掌握這些信息:

項目經理:詳盡認識設備制造出產品的工藝,應用環境,適用環溫,精度,產能,機械結構,成本等參數,從而確認所需電機的噪音指標、防護等級、運用溫濕度。根據工藝、產能、大致的結構,基本能獲得每個電機的行程以及每步動作分派的時間是多少,從而確認電機需求的轉速范圍,對于應上述介紹精度以及建議的速度范圍數值,來確認選伺服或者是步進的方向性。

        

機械設計人員:于機械傳動、結構等設計之前,對于步進電機的型號規格做詳盡的了解,依照電機行業相關標準規格尺寸來設計,不然的話等設計好傳動、結構之后再次來選電機,常常會碰到:安裝空間緊張,沒所需軸徑、軸長的標準電機;沒所需的大力矩、合適慣量的電機等問題。從而影響進度,增加成本。

 

備注:常見的控制類步進電機轉矩最為小一般作為50 NM (牛米)。雷賽慣量最大的步進電機型號作為130HS45,慣量作為:4.84*10-3(kg?m2)。步進電機軸徑、法蘭盤、端蓋特定孔位尺寸,大部分均是依照英制習慣。

  

機械設計人員要先行算好運動部件的轉動慣量從而確定需求力矩。

需估計項目     負載慣量估計J=m?r2

計算方法一:參照雷賽給出的計算表格公式             

計算方法二:若是結構不簡單,請采用機械設計軟件PRO-E或是Solidwork之中自帶的計算慣量的功能計算結果

計算方法三:若是獲得結果實在太難,亦要一個估算值,以期計算力矩以及選的匹配電機的慣量。

其中,必要性慣量匹配的問題遭很多人忽視,實際應用之中若是要達平穩、動態響應好的運動效果,必需遵循慣量匹配原則。

 

慣量匹配原則:對步進電機,一般提議換算到電機軸的負載慣量不大于電機轉子慣量的5

負載所需加速度的估算公式:

T=JL+JM*αM

JL:換算到電機軸的負載總慣量

JM:電機的轉子慣量

αM:角加速度


1、假如采用步進電機,亦需用到步進電機的矩頻曲線,它是指在標定的電壓,電流條件之下,電機轉速和輸出扭矩的關系曲線。需留意你所算出的轉矩是指于你需求速度之下的轉矩,所以,步進電轉機沒過載能力,因此通常需將計算出來的所得力矩乘以安全系數1.5~2,獲得一個考量了余量的所需扭矩。

 

2、由此扭矩以及上述計算獲得的所需最大轉速來初選步進電機,于初選電機的矩頻曲線之上,在縱坐標軸之上找尋到所需最大轉矩,接著于橫坐標下查量出此扭矩之下對于應可獲得的轉速,此功率應當大于算好的所需最高轉速。按照此方法便可確定步進電機選型,接著可參照電機的額定電流,電壓等參數,來初選適配的驅動器。

 

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