步进伺服电机选型计算V1.1(实用版)

-30 × 0.1 -30× 0.1
）+ ）÷ 0.9
由α 2/3000 的速度 - 转矩特性可以看到， 力矩处于断续工作区的外面 据单）。 （故α 2/3000 的力矩是不够的。 ）
9.81（ Nm ）的加速
（见上面的特性曲线和电机的数
如果轴的运行特性 （如， 加速时间） 不变， 就必须选择大电 机。比如，选择α 3/3000 （ Jm 为 0.02 kgf.cm.s ） ，重新计算 加速力矩如下： Ta = 123.7(Kg.cm) = 12.1(Nm) Vr = 2049(min ) 由该式可知， 加速时， 在转速 2049(min ) 时，要求加速力矩 为 12.1 Nm 。由上面的速度 - 力矩特性可以看出， 则法兰盘尺寸已经变为 用α 3/3000 3/3000 ， 电机可满足加速要求 （条件 2） 。 由于已将电机换为α
条件 3： 频繁地定位和加 /减速会使电动机发热，此时需要计算出电动机承受的力矩的均方根值 Tc。 Trms ，使其小于电动机的额定力矩 条件 4： 负载波动频繁时，要计算一个工作周期的负载力矩的均方根值 的额定力矩。 条件 5： 电动机以最大切削力矩运行的时间应在允许的范围内（核算 条件 6：负载的惯量要小于电动机本身惯量的 本文譯自“α伺服电动机规格说明书（ 择β i 电动机时也可作为参考。 Ton） 。 Tmrs ，使其小于电动机
α电机的选择
进给伺服电机的选择
（摘自 B-65262EN ） 王玉琪 电动机要承受 两种形式的力矩 ：恒定的负载转矩和切削力矩（包括摩擦力矩） 力矩。下面介绍这两种力矩的计算方法及在选择电动机时应满足的条件。 ；加 /减速
条件 1： 机床无负载运行时，加在电动机上的力矩应小于电动机的连续额定力矩的 否则，在切削或加减 条件 2： 加（ /减）速时间要短，须在电动机的允许范围内。 通常， 负载力矩帮助电动机的减速， 可在相同的时间内完成。 的机械特性的断续区内。 因此， 如果加速能在允许时间内完成的话， 减速也 这样我们只需计算加速力矩， 并在允许时间内核算该力矩在电动机 /速时电动机就可能过热。 50% 以下。

伺服电机的选择伺服电机：伺服主要靠脉冲来定位，伺服电机接收到1个脉冲，就会旋转1个脉冲对应的角度，从而实现位移；可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。

伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。

伺服电机的精度决定于编码器的精度（线数）。

闭环半闭环：格兰达的设备用伺服电机都是半闭环，只是编码器发出多少个脉冲，无法进行反馈值和目标值的比较；如是闭环则使用光栅尺进行反馈。

开环步进电机：则没有记忆发出多少个脉冲。

伺服：速度控制、位置控制、力矩控制增量式伺服电机：是没有记忆功能，下次开始是从零开始；绝对值伺服电机：具有记忆功能，下次开始是从上次停止位置开始。

伺服电机额定速度3000rpm，最大速度5000 rpm；加速度一般设0.05 ~~ 0.5s计算内容：1.负载(有效)转矩T<伺服电机T的额定转矩2.负载惯量J/伺服电机惯量J< 10 (5倍以下为好)3.加、减速期间伺服电机要求的转矩 < 伺服电机的最大转矩4.最大转速<电机额定转速伺服电机：编码器分辨率2500puls/圈；则控制器发出2500个脉冲，电机转一圈。

1.确定机构部。

另确定各种机构零件（丝杠的长度、导程和带轮直径等）细节。

典型机构：滚珠丝杠机构、皮带传动机构、齿轮齿条机构等2.确定运转模式。

（加减速时间、匀速时间、停止时间、循环时间、移动距离）运转模式对电机的容量选择影响很大，加减速时间、停止时间尽量取大，就可以选择小容量电机3.计算负载惯量J和惯量比（xkg.）。

根据结构形式计算惯量比。

负载惯量J/伺服电机惯量J< 10 单位（xkg.）计算负载惯量后预选电机，计算惯量比4.计算转速N【r/min】。

根据移动距离、加速时间ta、减速时间td、匀速时间tb计算电机转速。

ห้องสมุดไป่ตู้
9预选伺服电机的确认
所需要加速转矩确认 TP=2Л nM(JM+JL）/60ta +TL 所需要减速转矩确认 TS=2Л nM(JM+JL）/60td -TL 转矩有效值确认 Trms2=(TP2ta+TL2tc+Ts2td)/t 0.486054898 计算值 1.236262156 0.369312404
1 机器规格
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 名称 负载速度 直线运动部分重量 滚珠丝杠长度 滚珠丝杠直径 滚珠丝杠导程 滚珠丝杠密度 减速比 直线运动外部力 齿轮＋联轴器 转动惯量 摩擦系数 综合机械效率 加速时间 减速时间 运行时间 周期时间 符号 VL m LB dB PB ρ R F JG μ η ta tb tc t 数值 15 250 1 0.02 0.01 7870 2 0 0.00004 0.2 0.9 0.1 0.1 1 1.5 单位 m/min kg m m m kg/m3 N kg・㎡ s s s s 2s最大定位完成45mm
5、11、21、33
`2速度线图
加速时间 减速时间 运行时间 周期时间 负载轴转速 电机轴速度计算值 电机轴速度选择 TL=(9.8μ m+F)*PB/(2Л Rη ) 负载转矩计算值 ta tb tc t 0.1 0.1 1 1.5 s s s s min-1 min-1 min-2 N.m 0.433474876
`6负载行走功率 `7负加速功率 8伺服电机预选
计算值 0.433474876 362.255569 3000 0.000229365 200 3000 0.637 2.23 0.0000263 0.000394 最大值 2.23 最大值 2.23 额定转矩 0.637 额定输出 额定转速 额定转矩 、最大转矩 电机转子转动惯量 容许负载转动惯量

步进电机选型的计算方法步进电机选型表中有部分参数需要计算来得到。

但是实际计算中许多情况我们都无法得到确切的机械参数，因此，这里只给出比较简单的计算方法。

一、驱动模式的选择驱动模式是指如何将传送装置的运动转换为步进电机的旋转。

下图所示的驱动模式包括了电机的加/减速时间，驱动和定位时间，电机的选型基于模式图。

●必要脉冲数的计算必要脉冲数是指传动装置将物体从起始位置传送到目标位置所需要提供给步进电机的脉冲数。

必要脉冲数按下面公式计算：必要脉冲数＝物体移动的距离距离电机旋转一周移动的距离×360 o步进角●驱动脉冲速度的计算驱动脉冲速度是指在设定的定位时间中电机旋转过一定角度所需要的脉冲数。

驱动脉冲数可以根据必要脉冲数、定位时间和加/减速时间计算得出。

（1）自启动运行方式自启动运行方式是指在驱动电机旋转和停止时不经过加速、减速阶段，而直接以驱动脉冲速度启动和停止的运行方式。

自启动运行方式通常在转速较低的时候使用。

同时，因为在启动/停止时存在一个突然的速度变化，所以这种方式需要较大的加/减速力矩。

自启动运行方式的驱动脉冲速度计算方法如下：驱动脉冲速度[Hz]= 必要脉冲数[脉冲] 定位时间[秒]（2）加/减速运行方式加//减速运行方式是指电机首先以一个较低的速度启动，经过一个加速过程后达到正常的驱动脉冲速度，运行一段时间之后再经过一个减速过程后电机停止的运行方式。

其定位时间包括加速时间、减速时间和以驱动脉冲速度运行的时间。

加/减速时间需要根据传送距离、速度和定位时间来计算。

在加/减速运行方式中，因为速度变化较小，所以需要的力矩要比自启动方式下的力矩小。

加/减速运行方式下的驱动脉冲速度计算方法如下：驱动脉冲速度[Hz]= 必要脉冲数－启动脉冲数[Hz]×加/减速时间[秒] 定位时间[秒]－加/减速时间[秒]二、电机力矩的简单计算示例必要的电机力矩＝（负载力矩+加/减速力矩）×安全系数●负载力矩的计算（TL）负载力矩是指传送装置上与负载接触部分所受到的摩擦力矩。