步進(jìn)電機(jī)力矩如何計(jì)算

選擇步進(jìn)電機(jī)時(shí)，首先要保證步進(jìn)電機(jī)的輸出功率大于負(fù)載所需的功率。在選用功率步進(jìn)電機(jī)時(shí)，首先要計(jì)算機(jī)械系統(tǒng)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電機(jī)的矩頻特性能滿足機(jī)械負(fù)載并有一定的余量保證其運(yùn)行可。

在實(shí)際工作過程中，各種頻率下的負(fù)載力矩必須在矩頻特性曲線的范圍內(nèi)。一般地說最大靜力矩的電機(jī)，負(fù)載力矩大。

步進(jìn)電機(jī)力矩計(jì)算方法，選擇步進(jìn)電機(jī)需要進(jìn)行以下計(jì)算：

首先是計(jì)算齒輪的減速比根據(jù)所要求脈沖當(dāng)量，齒輪減速比i計(jì)算如下:

i=(φ.S)/(360.Δ) (1-1) 式中φ －－-步進(jìn)電機(jī)的步距角（o/脈沖）

S －－-絲桿螺距（mm）

Δ－－-(mm/脈沖)

步進(jìn)電機(jī)力矩計(jì)算方法，計(jì)算工作臺(tái)，絲桿以及齒輪折算至電機(jī)軸上的慣量Jt。

Jt=J1+（1/i2）[(J2+Js)+W/g（S/2π）2） （1-2）

式中Jt －－-折算至電機(jī)軸上的慣量(Kg.cm.s2)

J1、J2 －－-齒輪慣量(Kg.cm.s2)

Js －－－－絲桿慣量(Kg.cm.s2) W－－-工作臺(tái)重量（N）

S －－-絲桿螺距（cm）

步進(jìn)電機(jī)力矩計(jì)算方法還需要計(jì)算電機(jī)輸出的總力矩M

M=Ma+Mf+Mt （1-3）

Ma=（Jm+Jt）.n/T×1.02×10ˉ2 （1-4）

式中Ma －－-電機(jī)啟動(dòng)加速力矩（N.m）

Jm、Jt－－-電機(jī)自身慣量與負(fù)載慣量(Kg.cm.s2)

n－－-電機(jī)所需達(dá)到的轉(zhuǎn)速（r/min）

T－－-電機(jī)升速時(shí)間（s）

Mf=(u.W.s)/(2πηi)×10ˉ2 （1-5）

Mf－－-導(dǎo)軌摩擦折算至電機(jī)的轉(zhuǎn)矩（N.m）

u－－-摩擦系數(shù)

η－－-傳遞效率

Mt=(Pt.s)/(2πηi)×10ˉ2 （1-6）

Mt－－-切削力折算至電機(jī)力矩（N.m）

Pt－－-最大切削力（N）

步進(jìn)電機(jī)力矩計(jì)算方法，還需要負(fù)載起動(dòng)頻率估算。數(shù)控系統(tǒng)控制電機(jī)的啟動(dòng)頻率與負(fù)載轉(zhuǎn)矩和慣量有很大關(guān)系，其估算公式為

fq=fq0[(1-(Mf+Mt))/Ml]÷(1+Jt/Jm)] 1/2 （1-7）

式中fq－－-帶載起動(dòng)頻率（Hz）

fq0－－-空載起動(dòng)頻率

Ml－－-起動(dòng)頻率下由矩頻特性決定的電機(jī)輸出力矩（N.m）

若負(fù)載參數(shù)無法精確確定,則可按fq=1/2fq0進(jìn)行估算.

運(yùn)行的最高頻率與升速時(shí)間的計(jì)算。由于電機(jī)的輸出力矩隨著頻率的升高而下降，因此在最高頻率 時(shí)，由矩頻特性的輸出力矩應(yīng)能驅(qū)動(dòng)負(fù)載，并留有足夠的余量。

負(fù)載力矩和最大靜力矩Mmax。負(fù)載力矩可按式（1-5）和式（1-6）計(jì)算，電機(jī)在最大進(jìn)給速度時(shí)，由矩頻特性決定的電機(jī)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(yīng)小于（0.2 ～0.4）Mmax。

步進(jìn)電機(jī)力矩計(jì)算方法。選擇步進(jìn)電機(jī)時(shí)，首先要保證步進(jìn)電機(jī)的輸出功率大于負(fù)載所需的功率。在選用功率步進(jìn)電機(jī)時(shí)，首先要計(jì)算機(jī)械系統(tǒng)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電機(jī)的矩頻特性能滿足機(jī)械負(fù)載并有一定的余量保證其運(yùn)行可。