选用步进电动机时,首先根据计算机械传动装置及负载折算到电动机轴上的等效转动惯量,然后分别计算各种工况下所需的等效力矩,再根据步进电动机最大静转矩和起动、运行矩频特性选择合适的步进电动机。
(1)转矩和惯量匹配条件 为了使步进电动机具有良好的起动能力及较快的响应速度,通常推荐
TL/Tmax≤0.5及JL/Jm≤4(4-28)
式中 Tmax——步进电动机的最大静转矩(N·m);
TL——换算到电动机轴上的负载转矩(N·m);
Jm——步进电动机转子的最大转动惯量(kg·m2);
JL——折算到步进电动机转子上的等效转动惯量(kg·m2)。
根据上述条件,初步选择步进电动机的型号。然后,根据动力学公式检查其起动能力和运动参数。(www.daowen.com)
由于步进电动机的起动矩频特性曲线是在空载下作出的,检查其起动能力时应考虑惯性负载对起动转矩的影响,即从起动惯频特性曲线上找出带惯性负载的起动频率,然后再查其起动转矩和计算起动时间。当在起动惯矩特性曲线上查不到带惯性负载时的最大起动频率时,可用下式近似计算
式中 fL——带惯性负载的最大起动频率(Hz或p/s);
fm——电动机本身的最大空载起动频率(Hz或p/s);
Jm——电动机转子的转动惯量(kg·m2);
JL——换算到电动机轴上的转动惯量(kg·m2)。
当JL/Jm=3时,fL=0.5fm。不同JL/Jm下的矩、频特性不同。由此可见,JL/Jm值增大,自起动最大频率越小,其加减速时间将会延长,这就失去了快速性,甚至难以起动。
(2)步距角的选择和精度 步距角的选择是由脉冲当量等因素来决定的。步进电动机的步距角精度将会影响开环系统的精度。电动机的转角θ=Nβ±Δβ,其中Δβ为步距角精度,它是在空载条件下,在360°范围内转子从任意位置步进运行时,每隔指定的步数,测定的其实际角位移与理论角位移之差,称为静止角度误差,并用正负峰值之间的1/2来表示。其误差越小,步进电动机精度越高。Δβ一般为β的±(3%~5%),它不受N值大小的影响,也不会产生累积误差。
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