步進電機扭矩計算公式

摘要: 　　步進電機輸出軸上的轉動慣量和扭矩計算：　　力矩=力*力臂 
你套上的輪轉一圈5cm長，可以算得輪的半徑0.8cm。所需力矩=20*0.8=16kg.cm。提起重物要求多大的速度，轉換成速度單位RPM(每分鐘轉速)　　現在選電機的重要引數都有了， 
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      　　步進電機輸出軸上的轉動慣量和扭矩計算：
      　　力矩=力*力臂 
      你套上的輪轉一圈5cm長，可以算得輪的半徑0.8cm。所需力矩=20*0.8=16kg.cm。提起重物要求多大的速度，轉換成速度單位RPM(每分鐘轉速)
      　　現在選電機的重要引數都有了，你只要找在你要求的轉速下能輸出16kg.cm力矩的步進電機就可以了。最好要乘以一個安全係數1.2，輸出力矩要求達到約20kg.cm。
            
      選擇功率步進電機時，應當估算機械負載的負載慣量和機床要求的啟動頻率，使之與步進電機的慣性頻率特性相匹配還有一定的餘量，使之最高速連續工作頻率能滿足機床快速移動的需要。 


              選擇步進電機需要進行以下計算： 
      （1）計算齒輪的減速比 
      根據所要求脈衝當量，齒輪減速比i計算如下: 
      i=(φ.S)/(360.Δ) (1-1) 式中φ －－-步進電機的步距角（o/脈衝） 
      S －－-絲桿螺距（mm） 
      Δ－－-(mm/脈衝) 
      （2）計算工作臺，絲桿以及齒輪折算至電機軸上的慣量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－－-工作臺重量（N） 
      S －－-絲桿螺距（cm） 
      （3）計算電機輸出的總力矩M 
      M=Ma+Mf+Mt （1-3） 
      Ma=（Jm+Jt）.n/T×1.02×10ˉ2 （1-4） 
      式中Ma －－-電機啟動加速力矩（N.m） 
      Jm、Jt－－-電機自身慣量與負載慣量(Kg.cm.s2) 
      n－－-電機所需達到的轉速（r/min） 
      T－－-電機升速時間（s） 
      Mf=(u.W.s)/(2πηi)×10ˉ2 （1-5） 
      Mf－－-導軌摩擦折算至電機的轉矩（N.m） 
      u－－-摩擦係數 
      η－－-傳遞效率 
      Mt=(Pt.s)/(2πηi)×10ˉ2 （1-6） 
      Mt－－-切削力折算至電機力矩（N.m） 
      Pt－－-最大切削力（N） 
      （4）負載起動頻率估算。數控系統控制電機的啟動頻率與負載轉矩和慣量有很大關係，其估算公式為 
      fq=fq0[(1-(Mf+Mt))/Ml]÷(1+Jt/Jm)] 1/2 （1-7） 
      式中fq－－-帶載起動頻率（Hz） 
      fq0－－-空載起動頻率 
      Ml－－-起動頻率下由矩頻特性決定的電機輸出力矩（N.m） 
      若負載引數無法精確確定,則可按fq=1/2fq0進行估算. 
      （5）執行的最高頻率與升速時間的計算。由於電機的輸出力矩隨著頻率的升高而下降，因此在最高頻率 
      時，由矩頻特性的輸出力矩應能驅動負載，並留有足夠的餘量。 
      （6）負載力矩和最大靜力矩Mmax。負載力矩可按式（1-5）和式（1-6）計算，電機在最大進給速度時，由矩頻特性決定的電機輸出力矩要大於Mf與Mt之和，並留有餘量。一般來說，Mf與Mt之和應小於（0.2 

      ～0.4）Mmax. 

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