步進(jìn)電機(jī)的選擇計算

發(fā)布時間:2024-02-21
選擇步進(jìn)電機(jī)時,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。而在選用功率步進(jìn)電機(jī)時,首先要計算機(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)行可靠。在實際工作過程中,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mjmax大的電機(jī),負(fù)載力矩大。
選擇步進(jìn)電機(jī)時,應(yīng)使步距角和機(jī)械系統(tǒng)匹配,這樣可以得到系統(tǒng)所需的脈沖當(dāng)量。在機(jī)械傳動過程中為了使得有更小的脈沖當(dāng)量,一是可以改變絲桿的導(dǎo)程,二是可以通過步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分驅(qū)動來完成。但細(xì)分只能改變其分辨率,不改變其精度。精度是由電機(jī)的固有特性所決定。
選擇功率步進(jìn)電機(jī)時,應(yīng)當(dāng)估算機(jī)械負(fù)載的負(fù)載慣量和機(jī)床要求的啟動頻率,使之與步進(jìn)電機(jī)的慣性頻率特性相匹配還有一定的余量,使之最高速連續(xù)工作頻率能滿足機(jī)床快速移動的需要。
依據(jù)電機(jī)在一定驅(qū)動速度的條件下,其所帶的負(fù)載轉(zhuǎn)矩、負(fù)載慣量(轉(zhuǎn)動慣量)和必需的加速轉(zhuǎn)矩,來計算所選擇步進(jìn)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。
負(fù)載慣量所需的加速轉(zhuǎn)矩和摩檫轉(zhuǎn)矩 負(fù)載轉(zhuǎn)矩tl時,欲驅(qū)動其到f2的轉(zhuǎn)速,則先在低速f1起動電機(jī),然后加速到f2。此時,負(fù)載包含有轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量j,因此要使其加速,就必須要施加加速轉(zhuǎn)矩ta,則(tl+ta)為步進(jìn)電機(jī)欲加速運(yùn)行到f2轉(zhuǎn)速所需的轉(zhuǎn)矩。此加速轉(zhuǎn)矩即為式下式的第一項:
上式的d為比例速度的系數(shù),第二項比其他的項小可忽略不計。tm為電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩,(tm-tl)為產(chǎn)生加速度的轉(zhuǎn)矩。令加速到轉(zhuǎn)子角速度ω2時驅(qū)動脈沖到達(dá)f2(pps),然后恒速運(yùn)行,再進(jìn)行減速運(yùn)行,達(dá)到轉(zhuǎn)子角速度ω1,驅(qū)動頻率返回到f1(pps),最后停止。此時的梯形面積相當(dāng)于總步數(shù),即電機(jī)軸在橫軸的時間內(nèi)轉(zhuǎn)動的步數(shù),負(fù)載到達(dá)定位位置。設(shè)加速時間為ta。步距角為θs,則加速轉(zhuǎn)矩用下式表示:
步進(jìn)電機(jī)的失步轉(zhuǎn)矩為該步進(jìn)電機(jī)所能輸出的最大轉(zhuǎn)矩。選擇步進(jìn)電機(jī),轉(zhuǎn)矩的安全系數(shù)sf選擇1.3~2,下式?jīng)Q定所需的轉(zhuǎn)矩:
t=sf(ta+tl)
【例題】:求負(fù)載慣量為2kg•cm2,ω1=0,ω2=157rad/s(相當(dāng)于25rps),tl=0,ta=0.1s時的加速所需的轉(zhuǎn)矩。 【解】:j=2(kg•cm2)=2×10-4(kg•m2),根據(jù)式上面的(式1)ta=j(ω2-ω1)/ta
t=2×10-4×(157-0)/0.1=0.314(n•m)
轉(zhuǎn)矩的單位為kgf•cm,1kgf=9.8n,用下式來計算:
t=0.314×100-9.8=0.314×10.2=3.20kg•cm
上一個:德國sices控制器
下一個:“93”綜合定額中,打樁機(jī)械進(jìn)出場費(fèi)如何取費(fèi)?

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