步進(jìn)電機(jī)如何選型

步進(jìn)電機(jī)是一種作為控制用的特種電機(jī)它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度(稱為“步距角”)一步一步運(yùn)行的其特點(diǎn)是沒有積累誤差(精度為百分之100)所以廣泛應(yīng)用于各種開環(huán)控制。步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行要有一電子裝置進(jìn)行驅(qū)動這種裝置就是步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器它是把控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號轉(zhuǎn)化為步進(jìn)電機(jī)的角位移或者說控制系統(tǒng)每發(fā)一個脈沖信號通過驅(qū)動器就使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一步距角。所以步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與脈沖信號的頻率成正比。雖然步進(jìn)電機(jī)已被廣泛地應(yīng)用但步進(jìn)電機(jī)并不能象普通的直流電機(jī)交流電機(jī)在常規(guī)下使用。它必須由雙環(huán)形脈沖信號、功率驅(qū)動電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。因此用好步進(jìn)電機(jī)卻非易事它涉及到機(jī)械、電機(jī)、電子及計(jì)算機(jī)等許多專業(yè)知識。

根據(jù)要求選型：

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，近似于傳統(tǒng)電機(jī)所稱的“功率”。當(dāng)然有著本質(zhì)的區(qū)別。步進(jìn)電動機(jī)的物理結(jié)構(gòu)，完全不同于交流、直流電機(jī)，電機(jī)的輸出功率是可變的。通常根據(jù)需要的轉(zhuǎn)矩大小(即所要帶動物體的扭力大小)來選擇哪種型號的電機(jī)。大致說來扭力在0.8N.m以下選擇20、28、35、39、42(電機(jī)的機(jī)身直徑或方度，單位mm);扭力在1N.m左右的，選擇57電機(jī)較為合適。扭力在幾個N.m或更大的情況下，就要選擇86、110、130等規(guī)格的步進(jìn)電機(jī)。

2、 步過電機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇

對于電機(jī)的轉(zhuǎn)速也要特別考慮。因?yàn)殡姍C(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比。就是說步進(jìn)電機(jī)在低速(每分鐘幾百轉(zhuǎn)或更低轉(zhuǎn)速，其輸出轉(zhuǎn)矩較大)，在高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的轉(zhuǎn)矩(1000轉(zhuǎn)/分--9000轉(zhuǎn))就很小了。當(dāng)然，有些工況環(huán)境需要高速電機(jī)，就要對步進(jìn)電動機(jī)的線圈電阻、電感等指標(biāo)進(jìn)行衡量。選擇電感稍小一些的電機(jī)作為高速電機(jī)，能夠獲得較大輸出轉(zhuǎn)矩。反之要求低速大力矩的情況下，就要選擇電感在十幾或幾十mH,電阻也要大一些為好。

3、 步進(jìn)電機(jī)空載起動頻率的選擇

步進(jìn)電機(jī)空載起動頻率通常稱為“空起頻率”。這是選購電機(jī)比較重要的一項(xiàng)指標(biāo)。如果要求在瞬間頻繁啟動、停止并且轉(zhuǎn)速在1000轉(zhuǎn)/分鐘左右(或更高)通常需要“加速啟動”。如果需要直接啟動達(dá)到高速運(yùn)轉(zhuǎn)最好選擇反應(yīng)式或永磁電機(jī)。這些電機(jī)的“空起頻率”都比較高。

4、 步進(jìn)電機(jī)的相數(shù)選擇

步進(jìn)電機(jī)的相數(shù)選擇這項(xiàng)內(nèi)容，很多客戶幾乎沒有什么重視大多是隨便購買。其實(shí)不同相數(shù)的電機(jī)工作效果是不同的。相數(shù)越多步距角就能夠做的比較小工作時的振動就相對小一些。大多數(shù)場合使用兩相電機(jī)比較多。在高速大力矩的工作環(huán)境，選擇三相步進(jìn)電機(jī)是比較實(shí)用的。

5、 針對步進(jìn)電機(jī)使用環(huán)境來選擇

特種步進(jìn)電機(jī)能夠防水、防油用于某些特殊場合。例如水下機(jī)器人就需要放水電機(jī)。對于特種用途的電機(jī)就要針對性選擇了。

6、 根據(jù)您的實(shí)際情況可否需要特殊規(guī)格定制

特殊規(guī)格的步進(jìn)電機(jī)，請和我們溝通在技術(shù)允許的范圍內(nèi)，加工訂貨。例如出軸的直徑、長短、伸出方向等。

7、 如有必要最好與廠家的技術(shù)工程師進(jìn)一步溝通與確認(rèn)型號

如有必要最好與廠家的技術(shù)工程師進(jìn)一步溝通，以便于確認(rèn)你要選擇的步進(jìn)機(jī)電能否滿足你所要求各方面的指標(biāo)。

選型原則

1. 首先確定步進(jìn)電機(jī)拖動負(fù)載所需要的扭矩。首先確定客戶需要什么扭矩或者需要帶動多大的負(fù)載。由于步進(jìn)電機(jī)是控制類電機(jī)所以目前常用步進(jìn)電機(jī)的最大力矩不超過 45Nm 力矩越大成本越高，如果您所選擇的電機(jī)力矩較大或超過此范圍可以考慮加配減速裝置。

2. 確定步進(jìn)電機(jī)的最高運(yùn)行轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速指標(biāo)在步進(jìn)電機(jī)的選取時至關(guān)重要步進(jìn)電機(jī)的特性是隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的升高扭矩下降其下降的快慢和很多參數(shù)有關(guān)如 : 驅(qū)動器的驅(qū)動電壓、電機(jī)的相電流、電機(jī)的相電感、電機(jī)大小等等一般的規(guī)律是驅(qū)動電壓越高力矩下降越慢電機(jī)的相電流越大力矩下降越慢。在設(shè)計(jì)方案時應(yīng)使電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制在 1500 轉(zhuǎn) / 分或 1000 轉(zhuǎn) / 分當(dāng)然這樣說很不規(guī)范可以參考〈矩 - 頻特性〉。

3. 根據(jù)負(fù)載最大力矩和最高轉(zhuǎn)速這兩個重要指標(biāo)再參考〈矩 - 頻特性〉，給客戶推薦合適的電機(jī)。如果您認(rèn)為自己選出的電機(jī)太大可以考慮加配減速裝置這樣可以節(jié)約成本也可以使您的設(shè)計(jì)更靈活。要選擇好合適的減速比要綜合考慮力矩和速度的關(guān)系選擇出最佳方案。

4. 最后還要考慮留有一定的(如百分之30 )力矩余量和轉(zhuǎn)速余量。

5. 盡量選擇混合式步進(jìn)電機(jī)，它的性能高于反映式步進(jìn)電機(jī)。

6. 盡量選取細(xì)分驅(qū)動器，且使驅(qū)動器工作在細(xì)分狀態(tài)。