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步進電機力矩是怎么計算?

發布時間:2021-01-18 來源:常州凱輝 瀏覽:211 次

步進電機力矩計算方法。選擇步進電機時,首先要保證步進電機的輸出功率大于負載所需的功率。在選用功率步進電機時,首先要計算機械系統的負載轉矩,電機的矩頻特性能滿足機械負載并有一定的余量保證其運行可。


在實際工作過程中,各種頻率下的負載力矩必須在矩頻特性曲線的范圍內。一般地說大靜力矩的電機,負載力矩大。

步進電機力矩計算方法,選擇步進電機需要進行以下計算:

首先是計算齒輪的減速比根據所要求脈沖當量,齒輪減速比i計算如下:

i=(φ.S)/(360.Δ) (-) 式中φ ---步進電機的步距角(o/脈沖)

S ---絲桿螺距(mm)

Δ---(mm/脈沖)

步進電機力矩計算方法,計算工作臺,絲桿以及齒輪折算至電機軸上的慣量Jt。

Jt=J+(/i2)[(J2+Js)+W/g(S/2π)2) (-2)

式中Jt ---折算至電機軸上的慣量(Kg.cm.s2)

J、J2 ---齒輪慣量(Kg.cm.s2)

Js ----絲桿慣量(Kg.cm.s2) W---工作臺重量(N)

S ---絲桿螺距(cm)

步進電機力矩計算方法還需要計算電機輸出的總力矩M

M=Ma+Mf+Mt (-3)

Ma=(Jm+Jt).n/T×.02×0ˉ2 (-4)

式中Ma ---電機啟動加速力矩(N.m)

Jm、Jt---電機自身慣量與負載慣量(Kg.cm.s2)

n---電機所需達到的轉速(r/min)

T---電機升速時間(s)

Mf=(u.W.s)/(2πηi)×0ˉ2 (-5)

Mf---導軌摩擦折算至電機的轉矩(N.m)

u---摩擦系數

η---傳遞效率

Mt=(Pt.s)/(2πηi)×0ˉ2 (-6)

Mt---切削力折算至電機力矩(N.m)

Pt---大切削力(N)

步進電機力矩計算方法,還需要負載起動頻率估算。數控系統控制電機的啟動頻率與負載轉矩和慣量有很大關系,其估算公式為

fq=fq0[(-(Mf+Mt))/Ml]&pide;(+Jt/Jm)] /2 (-7)

式中fq---帶載起動頻率(Hz)

fq0---空載起動頻率

Ml---起動頻率下由矩頻特性決定的電機輸出力矩(N.m)

若負載參數無法確定,則可按fq=/2fq0進行估算.

運行的高頻率與升速時間的計算。由于電機的輸出力矩隨著頻率的升高而下降,因此在高頻率 時,由矩頻特性的輸出力矩應能驅動負載,并留有足夠的余量。

負載力矩和大靜力矩Mmax。負載力矩可按式(-5)和式(-6)計算,電機在大進給速度時,由矩頻特性決定的電機輸出力矩要大于Mf與Mt之和,并留有余量。一般來說,Mf與Mt之和應小于(0.2 ~0.4)Mmax。

步進電機力矩計算方法。選擇步進電機時,首先要保證步進電機的輸出功率大于負載所需的功率。在選用功率步進電機時,首先要計算機械系統的負載轉矩,電機的矩頻特性能滿足機械負載并有一定的余量保證其運行可。


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