步進電機如何選型

步進電機是一種作為控制用的特種電機它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度(稱為“步距角”)一步一步運行的其特點是沒有積累誤差(精度為百分之100)所以廣泛應(yīng)用于各種開環(huán)控制。步進電機的運行要有一電子裝置進行驅(qū)動這種裝置就是步進電機驅(qū)動器它是把控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號轉(zhuǎn)化為步進電機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)動器就使步進電機旋轉(zhuǎn)一步距角。所以步進電機的轉(zhuǎn)速與脈沖信號的頻率成正比。雖然步進電機已被廣泛地應(yīng)用但步進電機并不能象普通的直流電機交流電機在常規(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。因此用好步進電機卻非易事它涉及到機械、電機、電子及計算機等許多專業(yè)知識。

根據(jù)要求選型：

1、 步進電機轉(zhuǎn)矩的選擇

步進電機的保持轉(zhuǎn)矩，近似于傳統(tǒng)電機所稱的“功率”。當(dāng)然有著本質(zhì)的區(qū)別。步進電動機的物理結(jié)構(gòu)，完全不同于交流、直流電機，電機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。大致說來扭力在0.8N.m以下選擇20、28、35、39、42(電機的機身直徑或方度，單位mm);扭力在1N.m左右的，選擇57電機較為合適。扭力在幾個N.m或更大的情況下，就要選擇86、110、130等規(guī)格的步進電機。

2、 步過電機轉(zhuǎn)速的選擇

對于電機的轉(zhuǎn)速也要特別考慮。因為電機的輸出轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比。就是說步進電機在低速(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，就要對步進電動機的線圈電阻、電感等指標(biāo)進行衡量。選擇電感稍小一些的電機作為高速電機，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、 步進電機空載起動頻率的選擇

步進電機空載起動頻率通常稱為“空起頻率”。這是選購電機比較重要的一項指標(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)到高速運轉(zhuǎn)最好選擇反應(yīng)式或永磁電機。這些電機的“空起頻率”都比較高。

4、 步進電機的相數(shù)選擇

步進電機的相數(shù)選擇這項內(nèi)容，很多客戶幾乎沒有什么重視大多是隨便購買。其實不同相數(shù)的電機工作效果是不同的。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)場合使用兩相電機比較多。在高速大力矩的工作環(huán)境，選擇三相步進電機是比較實用的。

5、 針對步進電機使用環(huán)境來選擇

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

6、 根據(jù)您的實際情況可否需要特殊規(guī)格定制

特殊規(guī)格的步進電機，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)工程師進一步溝通，以便于確認(rèn)你要選擇的步進機電能否滿足你所要求各方面的指標(biāo)。

選型原則

1. 首先確定步進電機拖動負(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。由于步進電機是控制類電機所以目前常用步進電機的最大力矩不超過 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. 確定步進電機的最高運行轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速指標(biāo)在步進電機的選取時至關(guān)重要步進電機的特性是隨著電機轉(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、電機的相電流、電機的相電感、電機大小等等一般的規(guī)律是驅(qū)動電壓越高力矩下降越慢電機的相電流越大力矩下降越慢。在設(shè)計方案時應(yīng)使電機的轉(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。如果您認(rèn)為自己選出的電機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電機，它的性能高于反映式步進電機。

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)。