步进电机扭矩计算公式

摘要: 　　步进电机输出轴上的转动惯量和扭矩计算：　　力矩=力*力臂 
你套上的轮转一圈5cm长，可以算得轮的半径0.8cm。所需力矩=20*0.8=16kg.cm。提起重物要求多大的速度，转换成速度单位RPM(每分钟转速)　　现在选电机的重要参数都有了， 
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      　　步进电机输出轴上的转动惯量和扭矩计算：
      　　力矩=力*力臂 
      你套上的轮转一圈5cm长，可以算得轮的半径0.8cm。所需力矩=20*0.8=16kg.cm。提起重物要求多大的速度，转换成速度单位RPM(每分钟转速)
      　　现在选电机的重要参数都有了，你只要找在你要求的转速下能输出16kg.cm力矩的步进电机就可以了。最好要乘以一个安全系数1.2，输出力矩要求达到约20kg.cm。
            
      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。 


              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. 

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