一、步進(jìn)電機(jī)怎么選型

步進(jìn)電機(jī)選型需要科學(xué)計(jì)算選擇合適的電機(jī)。除了注意法蘭尺寸、相數(shù)、電機(jī)長度、軸長、引出線數(shù)外，還要計(jì)算扭矩、電流等，確定配套的驅(qū)動(dòng)器。

1、步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)矩的選擇

步進(jìn)電機(jī)的保持轉(zhuǎn)矩類似于傳統(tǒng)電機(jī)的“功率”。當(dāng)然，也有本質(zhì)區(qū)別。步進(jìn)電機(jī)的物理結(jié)構(gòu)與交直流電機(jī)完全不同，電機(jī)的輸出功率是可變的。通常，根據(jù)需要的扭矩（即被驅(qū)動(dòng)物體的扭矩）來選擇哪種類型的電機(jī)。例如扭矩為0.6NM以下，選擇28、35、42（電機(jī)的本體直徑或方形度，單位：mm；如果扭矩大于0.6nm，選擇57電機(jī)比較合適。如果扭矩為幾牛米以上，選用86、110等規(guī)格的步進(jìn)電機(jī)。

2、步進(jìn)電機(jī)相數(shù)選擇

很多客戶很少注意步進(jìn)電機(jī)相數(shù)的選擇，大多是隨便買的。事實(shí)上，不同相數(shù)的電機(jī)工作效果是不同的。相數(shù)越多（常用的有二相、三相和五相），步距角可以越小，運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)也比較小。在大多數(shù)情況下，經(jīng)常使用兩相電機(jī)。在高速大扭矩的工作環(huán)境中，選擇三相步進(jìn)電機(jī)。

3、步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇

還應(yīng)特別考慮電機(jī)的速度。因?yàn)殡姍C(jī)的輸出扭矩與轉(zhuǎn)速成反比。也就是說，在低速時(shí)（每分鐘幾百轉(zhuǎn)以下，它的輸出扭矩很大），而在高速時(shí)（1000轉(zhuǎn)--9000轉(zhuǎn)），扭矩很小。當(dāng)然，有些工況需要高速電機(jī)，所以需要測量步進(jìn)電機(jī)的線圈電阻、電感等指標(biāo)。選擇電感較小的電機(jī)作為高速電機(jī)可以獲得較大的輸出轉(zhuǎn)矩。反之，當(dāng)要求低速大扭矩時(shí)，最好選擇十幾或幾十MH的電感，大一點(diǎn)的電阻。

4、步進(jìn)電機(jī)空載啟動(dòng)頻率的選擇

步進(jìn)電機(jī)的空載啟動(dòng)頻率通常稱為“空載啟動(dòng)頻率”。這是選擇電機(jī)的一個(gè)比較重要的指標(biāo)。如果要求瞬間頻繁啟停，且轉(zhuǎn)速在1000轉(zhuǎn)左右（或更高），通常需要“加速啟動(dòng)”。如果需要直接啟動(dòng)實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)行，最好選擇無功或永磁電機(jī)。這些電機(jī)的“怠速頻率”相對較高。

二、步進(jìn)電機(jī)選型計(jì)算方法

在選擇步進(jìn)電機(jī)時(shí)如何選型計(jì)算方法，具體如下。

1、電機(jī)最大速度選擇

步進(jìn)電機(jī)最大速度范圍為600-1000rpm。機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)要根據(jù)此參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2、電機(jī)步距角選擇

機(jī)械傳動(dòng)比確定后，可根據(jù)控制系統(tǒng)的定位精度選擇步進(jìn)電機(jī)的步距角及驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分等級，一般選電機(jī)的一個(gè)步距角對應(yīng)于系統(tǒng)的定位精度的1/2或更小。注意：當(dāng)細(xì)分等級大于1/4后，步距角的精度不能保證。

3、電機(jī)力矩選擇

轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算

在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中，物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J對應(yīng)于直線運(yùn)動(dòng)中的物體質(zhì)量。要計(jì)算系統(tǒng)在加速過程中的動(dòng)態(tài)載荷，就必須計(jì)算物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J和角加速度w，然后得出慣性力矩T=J*w。

物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：J=∫r2pdV，式中dV為體積元，p為物體密度，r為體積元與轉(zhuǎn)軸的距離。單位：Kgm2。以圓柱體為例：

J=W/8（D/103）2=πp/32（L/103）（D/103）^4，式中：L（長度/mm）D（直徑/mm）

將負(fù)載質(zhì)量換算成電機(jī)輸出軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，常見傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與公式如下：

1）滾珠絲杠

J=W（1/2π*BP/103）2*GL2

W：可動(dòng)部分總質(zhì)量（Kg）

BP：絲杠螺距（mm）

GL：減速比

2）齒條和小齒輪、傳送帶、鏈條傳動(dòng)

J=W（1/2*D/103）2*GL2

W：可動(dòng)部分總質(zhì)量（Kg）

D：小齒輪直徑（mm）

鏈輪直徑（mm）

GL：減速比

3）旋轉(zhuǎn)體、轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)

J=（J1 W（L/103）2）*GL2

J1：轉(zhuǎn)盤的慣性矩

W：轉(zhuǎn)盤上物體的質(zhì)量（Kg）

L：物體與旋轉(zhuǎn)軸的距離（mm）

GL：減速比

4、加速度計(jì)算

控制系統(tǒng)要定位準(zhǔn)確，物體運(yùn)動(dòng)必須有加減速過程。

已知加速度時(shí)間△t、最大速度Vmax，很容易算出電機(jī)的角加速度：w=Vmax/△t（rad/s2）

5、電機(jī)力矩計(jì)算

T=（J*w TL）/n，其中：TL為系統(tǒng)外力折算到電機(jī)上的力矩；n為傳動(dòng)系統(tǒng)的效率。

根據(jù)計(jì)算出的力矩T再加上一定的安全系數(shù)，即可選出電機(jī)的型號。