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丝杆步进电机选型计算方法与驱动器控制器选型


直线步进电机,又称丝杆步进电机和线性步进电机,是将旋转运动转化为线性运动的一种特殊步进电机。直线步进电机的首次推出是1968年,下图是一些典型的直线步进电机。

直线步进电机

在直线电机产品选型时,我们建议工程师们要重点考虑以下几点:


直线步进电机

一、系统的负载是多少? 

      系统的负载的大小往往决定了丝杆步进电机的基本尺寸。
      负载:丝杆处于运动状态下可承受的最大推力。
直线步进电机推力选型计算方法

直线步进电机推力选型计算方法

 

F代表推力 (单位:N)

η代表效率 (n取值范围0.7~0.75,建议取值为0.7) 

t代表导程(单位:M)T代表扭矩 (单位:N*M)

水平推力计算方法F=μmg+ma
(μ取值范围为0.02~0.03 建议取值为0.03  g取值为10m/s^2  μmg代表摩擦力  ma代表加速力 )

水平推力需要克服摩擦力与加速力

水平推力需要克服摩擦力与加速力

 

垂直推力计算方法F=ma+mg(g取值为10m/s^2  ma向上代表加速力  mg为重力)

垂直推力需要克服自身重力与加速力

垂直推力需要克服自身重力与加速力

 

通过计算得出的扭矩为负载实际需要电机扭矩,T负载。我们建议可放大2倍的安全系数选择电机扭矩,即:电机的保持扭矩取负载扭矩的2倍。如下:

 T电机=T负载*2

二、电机的直线运行速度是多少?

直线电机的运行速度与丝杆的导程紧密相关,丝杆旋转一圈则螺母前进一个导程,低速度宜选择导程较小的丝杆,高速度宜选择较大的丝杆。
注意:导程的大小 还决定着推力的大小,所以还需要注意以下两点
1:大导程: 推力小,速度快;
2:小导程:推力大,速度慢。
根据你实际需要的推力和速度来选择

三、.系统的精度要求是多少?

丝杆精度:即丝杆旋转若干圈后实际行程与理论行程的误差。Umot丝杆电机的最大误差不超过0.05mm。

四、丝杆的有效行程是多少?
有效行程:即丝杆上的螺母直线方向上运行的最大距离

五、步进驱动器选择:

1、步进驱动器目前主流的以恒流驱动器为主,驱动器的电流可以根据电机的电流进行设置,只要电机的相电流在驱动器提供范围内即可。
2、驱动的供电电压目前大部分在20-48VDC范围内,同时支持细分。
3、考虑驱动器的接受脉冲形式:脉冲+方向;CW+CCW,5V信号或者24V信号

六、控制器选择:

控制器可根据整个系统需要实现的运动方式来选择,其次是根据自己的编程能力来选择,为大家推荐两种类型
 
简易型:
可选择单轴器,易操作,价格低,可实现简单的运动方式
多功能型:
可选择多轴控制器和数控系统,易操作,价格高,可实现多种运动方式
其次是单片机和PLC,需要编程,对技术人员开发能力有一定要求,性价比高,可以实现多种运动方式和复杂控制。



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