步進(jìn)電機(jī)扭矩的計(jì)算(粗略計(jì)算)首先扭矩的公式,扭矩:T(單位:N·m),慣量:J(單位:Kg·m^2),角加速度:W(單位:rad/s^2)。
T = J*W;
弧度無量綱,所以:Kg·m^2 / s^2 = kg·m /s^2 · m = N·m;
角加速度應(yīng)該不用說了,轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,不同形態(tài)的物體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算方法不同,以下鏈接參考: https://wenku.baidu.com/view/6b49766aaf45b307e8719769.html
步進(jìn)電機(jī)輸出軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和扭矩計(jì)算: 力矩=力*力臂 你套上的輪轉(zhuǎn)一圈5cm長(zhǎng),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(zhuǎn)換成速度單位RPM(每分鐘轉(zhuǎn)速) 現(xiàn)在選電機(jī)的重要參數(shù)都有了,你只要找在你要求的轉(zhuǎn)速下能輸出16kg.cm力矩的步進(jìn)電機(jī)就可以了。****要乘以一個(gè)安全系數(shù)1.2,輸出力矩要求達(dá)到約20kg.cm。 選擇功率步進(jìn)電機(jī)時(shí),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(dòng)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****速連續(xù)工作頻率能滿足機(jī)床快速移動(dòng)的需要。 選擇步進(jìn)電機(jī)需要進(jìn)行以下計(jì)算: (1)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) (2)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) (3)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---****切削力(N) (4)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. (5)運(yùn)行的****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****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。 (6)負(fù)載力矩和****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****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.
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