步進電機選型:1,力矩計算,工作過程中負載所需最大力矩不能超過電機最大輸出力矩,步進電機不能過載執行;2,轉速匹配,步進電機超過額定轉速時輸出力矩急劇下降。
力矩計算:
1,摩擦力矩M1,假設負載透過角接觸軸承連線,軸承內徑d100mm,軸承滾動摩擦係數μ0.002,則M1=μmgd/2=0.3N.m;
2, 負載加速力矩M2,題主沒有明確負載的運動要求,“每秒60度”是指1最大速度,還是指2單位時間內的運動角度,本答案按第二種理解來估算加速度和負載加速所需的力矩。選型計算式常用梯形或者三角形時間-速度曲線來估算速度和加速度,本例採用梯形曲線,如下圖所示:
已知1秒60度,假設整個運動過程是如上圖所示勻加速-勻速-勻減速,且每段運動時間相等:
即 t1=t2=t3=1/3 s,
, ,
有上述兩式和已知條件,可得角加速度 rad/s/s, rad/s,
所以負載加速所需力矩 N.m, (I為負載的轉動慣量,假設負載是直徑300mm的圓柱體不鏽鋼,我在CAD裡直接得到I,根據實際負載的質量分佈可以重新計算I),
所以運動過程中負載所需最大扭矩:M=M1+M2=1.9 N.m,
另外負載的最大轉速 r/s。
從力矩上看,1.9 N.m,不考慮安全係數的情況下,一般57直流步進電機就能滿足要求;從轉速上看,一般步進電機額定轉速5r/s,也沒有問題,但是步進電機在低速運轉過程中容易發生振顫,所以最好在電機和負載之間加一個減速比,比如減速器或者用大小同步帶輪實現減速,提高電機工作轉速,提高電機執行平穩性,同時增加了輸出扭矩,甚至可以選擇更小型號的電機。
步進電機選型過程大致如上文所述,文中計算中的資料根據實際案例的需求修改就可以得到你想要的結果。
步進電機選型:1,力矩計算,工作過程中負載所需最大力矩不能超過電機最大輸出力矩,步進電機不能過載執行;2,轉速匹配,步進電機超過額定轉速時輸出力矩急劇下降。
力矩計算:
1,摩擦力矩M1,假設負載透過角接觸軸承連線,軸承內徑d100mm,軸承滾動摩擦係數μ0.002,則M1=μmgd/2=0.3N.m;
2, 負載加速力矩M2,題主沒有明確負載的運動要求,“每秒60度”是指1最大速度,還是指2單位時間內的運動角度,本答案按第二種理解來估算加速度和負載加速所需的力矩。選型計算式常用梯形或者三角形時間-速度曲線來估算速度和加速度,本例採用梯形曲線,如下圖所示:
已知1秒60度,假設整個運動過程是如上圖所示勻加速-勻速-勻減速,且每段運動時間相等:
即 t1=t2=t3=1/3 s,
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有上述兩式和已知條件,可得角加速度 rad/s/s, rad/s,
所以負載加速所需力矩 N.m, (I為負載的轉動慣量,假設負載是直徑300mm的圓柱體不鏽鋼,我在CAD裡直接得到I,根據實際負載的質量分佈可以重新計算I),
所以運動過程中負載所需最大扭矩:M=M1+M2=1.9 N.m,
另外負載的最大轉速 r/s。
從力矩上看,1.9 N.m,不考慮安全係數的情況下,一般57直流步進電機就能滿足要求;從轉速上看,一般步進電機額定轉速5r/s,也沒有問題,但是步進電機在低速運轉過程中容易發生振顫,所以最好在電機和負載之間加一個減速比,比如減速器或者用大小同步帶輪實現減速,提高電機工作轉速,提高電機執行平穩性,同時增加了輸出扭矩,甚至可以選擇更小型號的電機。
步進電機選型過程大致如上文所述,文中計算中的資料根據實際案例的需求修改就可以得到你想要的結果。