知道负载转矩和负载惯量后怎么选择合适的步进电机啊

qleiming

计算出负载转矩和负载惯量后怎么选择合适的步进电机啊？
又该如何判断自己选择的步进电机能够正常运行呢？

ymcgh

步进电机按照电机结构分为三种：永磁式（PM）、 反应式（VR）和混合式（HB）。
. B1 I, k. s' u/ @永磁式步进一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度 或15度；多半用于价格低廉的消费性产品。
# g* B# C; h! c: R反应式步进一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度，但噪声和振动都很大。在欧美等发达国家80年代已被淘汰；
混进合式步进是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相、三相和五相：两相步距角一般为1.8度，三相步距角为0.9度，而五相步距角一般为 0.72度。混进合式步进是工业运动控制应用最常见的电机。
此外，按照电机驱动架构又可分为单极性 (unipolar) 和双极性 (bipolar) 步进电机。
单极性驱动电路使用四颗晶体管来驱动步进电机的两组相位，电机结构则如图1所示包含两组带有中间抽头的线圈，整个电机共有六条线与外界连接。这类电机有时又称为四相电机，但这种称呼容易令人混淆又不正确，因为它其实只有两个相位，精确的说法应是双相位六线式步进电机。六线式步进电机虽又称为单极性步进电机，实际上却能同时使用单极性或双极性驱动电路。

qleiming

我是想知道如何根据计算得出的负载转矩和负载惯量来判定和选择合适的步进电机啊？
比如说要如何查看选择的步进电机的参数来判定？或者说是需要看哪几个参数来判定选择的电机能适用？
: \. t' t. J8 a: ^% }+ G* \具体怎么看等！

qleiming

我要具体的选择和计算流程啊！
越详细越好啊！

silan10123

我也很想知道，哪位高手帮忙指教指教！急！！！

外憨内秀

选步进电机最重要的参数是扭距．根据他来选马达，扭距越大价格越贵，所以一般还要考虑配减速器！如果你们单位有钱就不费事拉
扭矩在物理学中就是力矩的大小，等于力和力臂的乘积，国际单位是牛米Nm，此外我们还可以看见kgm、lb-ft这样的扭矩单位，由于G=mg，当g=9.8的时候，1kg＝9.8N，所以1kgm＝9.8Nm，而磅尺lb-ft则是英制的扭矩单位，1lb=0.4536kg;1ft=0.3048m，可以算出1lb-ft＝0.13826kgm。
4 g$ u, T& i% l. T/ c) e电机转矩单位oz-in跟n.m的关系如何换算？oz-in：
1oz力=1/16磅力=454/16克力=28.375克力
=28.375*9.8/1000N
* Y1 b2 i) q8 A0 C=0.278N
# E! s" C4 C* D; }0 A1in=25.4/1000m=0.0254m
1oz-in≈0.007N.M
一、步进电机选用指南：
$ L" b! z, H1 Z% _9 [) o
1、 怎么确定步进电机的型号，要注意那几个主要参数？混合式步进电机中的静力矩,引线数,电感等参数如何理解？

一般是根据您的负载选电机, 主要是参考步进电机的力矩，详细的还涉及到电机的转速和额定电流，传动机构等，起动的转速和正常运行的转速，另外还有电机的精度。

8 k' ^$ {# q. v; j+ `2 U) Z% l' l8 |静力矩或者叫保持转矩（HOLDING TORQUE）:
- H" s* {. d1 |( T! h是指步进电机通电但没有转动时，定子锁住转子的力矩。它是步进电机最重要的参数之一，通常步进电机在低速时的力矩接近保持转矩。由于步进电机的输出力矩随速度的增大而不断衰减，输出功率也随速度的增大而变化，所以保持转矩就成为了衡量步进电机最重要的参数之一。比如，当人们说2N.m的步进电机，在没有特殊说明的情况下是指保持转矩为2N.m的步进电机。
4 W! h: \9 Z/ S. O0 f) K
  h9 g- L' |6 D( }' h% @定位力矩 （DETENT TORQUE）
是指步进电机没有通电的情况下，定子锁住转子的力矩。由于DETENT TORQUE 在国内没有统一的翻译方式，不知道你说的定位力矩是不是这个，我认为是了。

( S' B4 [! W, q3 f+ o/ _从上面可以看出，静力矩和定位力矩的区别就是电机通电和不通电定子锁住转子的力矩的区别了。
8 @5 C1 w+ G: P) Q
1 g# S8 I! I% H( ^6 h  m( I引线数：
) f8 j. w1 I3 D# a$ }  W3 U引线数就比较直观了，就是电机接线引脚的数目。2相双极型电机是4根引线。2相单极型电机是5线或者6线的。

* W7 {3 e, w0 T5 h& E' O* P6 r电感：
9 K5 M: |% _) j8 B- u; T2 h0 J% P电感的参数一般而言不是电机重点参数，但是它和电机有非常密切的关系，电感通电产生电磁感应才有电磁力嘛。不过因为电磁力还和电机内部其他东西有很大关系，很难从电感上看出什么，看电机力气还是得看静力矩和矩频曲线。电感只是和驱动电路设计上有点关系。

2、 步进电机选型注意事项?

3 V# R4 g2 v8 |a、步进电机应用于低速场合---每分钟转速不超过1000转，（0.9度时6666PPS)，最好在1000-3000PPS(0.9度）间使用，可通过减速装置使其在此间工作，此时电机工作效率高，噪音低。
# v2 h5 ~, S: _b、步进电机最好不使用整步状态，整步状态时振动大。
6 ?7 b7 h5 H: |  z" x" @& f( nc、由于历史原因，只有标称为12V电压的电机使用12V外，其他电机的电压值不是驱动电压伏值 ，可根据驱动器选择驱动电压（建议：57BYG采用直流24V-36V，86BYG采用直流50V,110BYG采用高于直流80V），当然12伏的电压除12V恒压驱动外也可以采用其他驱动电源，不过要考虑温升。
7 D4 }: G# v0 i; R' Vd、转动惯量大的负载应选择大机座号电机。
3 J' b9 v0 X- U4 y/ Z/ ee、电机在较高速或大惯量负载时，一般不在工作速度起动，而采用逐渐升频提速，一电机不失步，二可以减少噪音同时可以提高停止的定位精度。
. i+ q  o  e8 W. C3 O& k: o# y/ ~f、高精度时，应通过机械减速、提高电机速度,或采用高细分数的驱动器来解决，也可以采用5相电机，不过其整个系统的价格较贵，生产厂家少，其被淘汰的说法是外行话。 7、电机不应在振动区内工作，如若必须可通过改变电压、电流或加一些阻尼的解决。
% g2 _3 R" r* y  L% Ag、电机在600PPS（0.9度）以下工作，应采用小电流、大电感、低电压来驱动。
; A/ f1 O* J2 L! D3 s$ u6 mh、应遵循先选电机后选驱动的原则。
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. m$ E! S; V' J7 J; O, w3、 步进电机原理？
& o7 B! r0 l5 ]
步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。步进电机并不能象普通的直流电机，交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。
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4 P2 W, g: r" _" |" M4、 步进电机的分类？

$ Z/ l( u9 D2 R; u! W0 M8 l相混合式步进电机、反应式步进电机、永磁式步进电机

7 i$ J# o) J9 u  {) @9 ~; D5、 2相/3相步进电机的区别?

2相电机成本低，但在低速时的震动较大，高速时的力矩下降快。3相电机则振动较小，高速性能好，比2相电机的速度高30~50%，2相步进电机步距角多为是1.8 度，3相多为1.5度
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+ Y! R3 l# V; M6 c: M; q6、 步进电机和伺服电机的区别在什么？
2 z) Z5 W9 \/ h) C
4 |. }0 N/ R) N4 d* c# m& m. ^6 h  步进电机系统  伺服电机系统  
' n1 Z" i0 r/ u5 S" ?& x+ i4 W力矩范围 中小力矩（一般在40Nm以下）  小中大，全范围  
4 B' l" z: p  @/ V1 t3 i速度范围
5 v; w, [$ r5 Q5 G5 b6 z( }
# p, }: _5 w5 y1 l4 Z, @$ q4 {, S 低（一般在2000RPM以下，大力矩电机小于1000RPM）  高（可达5000RPM）,直流伺服电机更可达1~2万转/分
控制方式 主要是位置控制 多样化智能化的控制方式，位置/转速/转矩方式
平滑性 低速时有振动（但用细分型驱动器则可明显改善）  好，运行平滑
0 h1 `+ k. N; ?8 I" z精度

一般较低，细分型驱动时较高 高 （具体要看反馈装置的分辨率）  
8 D' T- W/ I* X6 w1 ~0 [0 G矩频特性 高速时，力矩下降快
1 t2 ?# i% e# p6 F( A; W# Y 力矩特性好，特性较硬  
过载特性
过载时会失步  可3~10倍过载（短时）
反馈方式  大多数为开环控制，也可接编码器，防止失步 闭环方式，编码器反馈
, d/ ~- s. n; y2 R! u编码器类型
-  光电型旋转编码器（增量型/绝对值型），旋转变压器型
响应速度 一般 快  
耐振动
好 一般 （旋转变压器型可耐振动）
- a7 `: N0 x: i+ a温升  运行温度高 一般

% n# {% g0 B7 h  i维护性
) O8 U& h, R( L8 p4 K 基本可以免维护 较好  
价格 低 高
( T' k* U8 E8 R) U8 ?0 C  }
7、 如何配用步进电机驱动？
- ?7 d; m4 g" \& `7 Y9 i5 n3 ?( D  o% S
# u: k: e% ^: a! _. x9 e0 M: T根据电机的电流，配用大于或等于此电流的驱动器。如果需要低振动或高精度时，可配用细分型驱动器。对于大转矩电机，尽可能用高电压型驱动器，以获得良好的高速性能。

" S+ j4 K6 Y$ \7 s, c1 p! j二、步进电机驱动器：

1、使用步进电机驱动器注意事项？

1）电源电压是否合适（过压很可能造成驱动模块的损坏）；对于直流输入的+/-极性一定不能接错，驱动控制器上的电机型号或电流设定值是否合适（开始时不要太大）；
- W" v( b! D. n9 |( Q) r, F" p) J2）控制信号线接牢靠，工业现场最好要考虑屏蔽问题（如采用双绞线）；
* |' b$ R0 w! P) F5 U% }2 b1 p! ^" |/ i3）不要开始时就把需要接的线全接上，只连成最基本的系统，运行良好后，再逐步连接。
. t* T# d& k, a" g4）一定要搞清楚接地方法，还是采用浮空不接。
5）开始运行的半小时内要密切观察电机的状态，如运动是否正常，声音和温升情况，发现问题立即停机调整。
, z: N' f6 l; ^
; q: ^0 C6 f9 F8 [$ s2 R1 @, g2、本公司驱动器一般识别的最低脉冲脉宽、2细分下最高接受频率?
8 {& g1 L- b8 W6 h
/ z& Q! r5 h- C: U# B% o$ ?/ l本公司驱动器一般最低识别的脉冲脉宽一般不少于2微秒，2细分实验可接受最高频率为40khz左右.（有加速过程）
, h7 w' o1 C5 B* T7 I
5 @# J9 U$ t) l* x" g; |  u3、步进电机驱动器一般引起故障现象?

不工作，丢步（也可能电机力不够），时走时停，大小步，震动大，抖动明显，乱转，缺相等。

三、步进电机控制器：

: T2 I" B  s& V1、步进电机的驱动电路根据控制信号工作，控制信号由单片机（或其它如plc等）产生。其基本原理作用如下：
4 e. E; ^: l0 @$ b8 S
, E  k2 `9 M9 ]& P# {- l(1)控制换相顺序
通电换相这一过程称为脉冲分配。例如：三相步进电机的三拍工作方式，其各相通电顺序为A-B-C－D,通电控制脉冲必须严格按照这一顺序分别控制A,B,C，D相的通断。
(2)控制步进电机的转向
7 r( R9 x2 r  j  o3 {1 o- a如果给定工作方式正序换相通电，步进电机正转，如果按反序通电换相，则电机就反转。
(3)控制步进电机的速度
* x' H2 q- ?' c& x2 `如果给步进电机发一个控制脉冲，它就转一步，再发一个脉冲，它会再转一步。两个脉冲的间隔越短，步进电机就转得越快。调整单片机发出的脉冲频率，就可以对步进电机进行调速。