Question

步进电机力矩计算

丝杠带动50KG的物体水平移动，速度2M/S，步进电机直接带动丝杠，多少大的力矩？希望有计算步骤
懂步进的大哥，帮我算算，卡在这里了！ 在线等答案

Answer 1

　　步进电机力矩计算方法
　　1，选择步进电机时，首先要保证步进电机的输出功率大于负载所需的功率。而在选用功率步进电机时，首先要计算机械系统的负载转矩，电机的矩频特性能满足机械负载并有一定的余量保证其运行可。在实际工作过程中，各种频率下的负载力矩必须在矩频特性曲线的范围内。一般地说最大静力矩Mjmax大的电机，负载力矩大。
　　2，选择步进电机需要进行以下计算：
　　（1）计算齿轮的减速比
　　根据所要求脉冲当量，齿轮减速比i计算如下:
　　i=(φ.S)/(360.Δ) (1-1) 式中φ －－-步进电机的步距角（o/脉冲）
　　S －－-丝杆螺距（mm）
　　Δ－－-(mm/脉冲)
　　（2）计算工作台，丝杆以及齿轮折算至电机轴上的惯量Jt。
　　Jt=J1+（1/i2）[(J2+Js)+W/g（S/2π）2） （1-2）
　　式中Jt －－-折算至电机轴上的惯量(Kg.cm.s2)
　　J1、J2 －－-齿轮惯量(Kg.cm.s2)
　　Js －－－－丝杆惯量(Kg.cm.s2) W－－-工作台重量（N）
　　S －－-丝杆螺距（cm）
　　（3）计算电机输出的总力矩M
　　M=Ma+Mf+Mt （1-3）
　　Ma=（Jm+Jt）.n/T×1.02×10ˉ2 （1-4）
　　式中Ma －－-电机启动加速力矩（N.m）
　　Jm、Jt－－-电机自身惯量与负载惯量(Kg.cm.s2)
　　n－－-电机所需达到的转速（r/min）
　　T－－-电机升速时间（s）
　　Mf=(u.W.s)/(2πηi)×10ˉ2 （1-5）
　　Mf－－-导轨摩擦折算至电机的转矩（N.m）
　　u－－-摩擦系数
　　η－－-传递效率
　　Mt=(Pt.s)/(2πηi)×10ˉ2 （1-6）
　　Mt－－-切削力折算至电机力矩（N.m）
　　Pt－－-最大切削力（N）
　　（4）负载起动频率估算。数控系统控制电机的启动频率与负载转矩和惯量有很大关系，其估算公式为
　　fq=fq0[(1-(Mf+Mt))/Ml]÷(1+Jt/Jm)] 1/2 （1-7）
　　式中fq－－-带载起动频率（Hz）
　　fq0－－-空载起动频率
　　Ml－－-起动频率下由矩频特性决定的电机输出力矩（N.m）
　　若负载参数无法精确确定,则可按fq=1/2fq0进行估算.
　　（5）运行的最高频率与升速时间的计算。由于电机的输出力矩随着频率的升高而下降，因此在最高频率 时，由矩频特性的输出力矩应能驱动负载，并留有足够的余量。
　　（6）负载力矩和最大静力矩Mmax。负载力矩可按式（1-5）和式（1-6）计算，电机在最大进给速度时，由矩频特性决定的电机输出力矩要大于Mf与Mt之和，并留有余量。一般来说，Mf与Mt之和应小于（0.2 ～0.4）Mmax.
　　3，选择步进电机时，应使步距角和机械系统匹配，这样可以得到机床所需的脉冲当量。
　　（1）在机械传动过程中为了使得有更小的脉冲当量，一是可以改变丝杆的导程，二是可以通过步进电机的细分驱动来完成。
　　（2）但细分只能改变其分辨率，不改变其精度。精度是由电机的固有特性所决定。
　　4，选择功率步进电机时，应当估算机械负载的负载惯量和机床要求的启动频率，使之与步进电机的惯性频率特性相匹配还有一定的余量，使之最高速连续工作频率能满足机床快速移动的需要。

Answer 2

任何电机的轴输出力矩的公式都一样：
P=M*ω
这里，P是功率，单位瓦
M是输出转矩[力矩]，单位是NM[牛顿 乘以 米]
ω 角速度，单位是 弧度/每秒
计算出M后，再乘以一个小于1的系数[摩擦力和效率的缘故]，就是你要的了。

Answer 3

1、算该力矩与是否懂步进无关；
2、想算力矩，得知道物体水平移动的摩擦系数μ、丝杠的直径d与导程L、丝杠的机械效率η、要求的物体启动时间t0（即从0－2M/s的加速时间）.

追问

怎么计算的 公式 和 步骤 可以写一下吗？
摩擦系数μ大概取多大，丝杠的机械效率η取多少，这些相应的值给我一个参考，可以不？我是小白，要详细一些

Answer 4

好像有问题啊 速度每秒2米 步进好像是很难有那高的转速
你丝杆的导程是多大的？这个一定要知道 先提示一下 看你要求的速度 导程应该很大 那你步进电机就不好选了

追问

速度降一点也没关系，那就按就0.5M/S计算，这样行不？
丝杆也没选，计算上有困难的话，那先假设导程5MM，其他还要数据，你先假设个值好了，我要的步骤，方法。
大哥， 计算步骤详细一些，我给你再加50分。

追答

好 按你50KG负载 丝杆导程预估 速度不设限（尽量最快）最主要就是行程有多长 假设500mm有效行程 就是说要求带动50KG负载 在最快时间内跑完500mm行程 是不是这样需求

追问

有效行程2000mm，0.5M/S速度，丝杠带动50KG的物体运动

步骤要详细一些，谢谢

追答

先给你一个评估值 步进电机一般在300转左右 尺寸越大的步进有效转速越低 你可以对比下你的需求 按你说的0.5m/秒 就是每秒要走500mm 按25.4mm的导程(螺距) 每秒要20转 每分钟就要1200转 除了伺服电机 所有的步进电机都达不到要求