步进電(diàn)机的选用(yòng)及步进電(diàn)机速度的计算方法，步进電(diàn)机是一种能(néng)将数字输入脉冲转换成旋转或直線(xiàn)增量运动的電(diàn)磁执行元件。每输入一个脉冲電(diàn)机转轴步进一个步距角增量。電(diàn)机总的回转角与输入脉冲数成正比例，相应的转速取决于输入脉冲频率。

步进電(diàn)机的选用(yòng)及步进電(diàn)机速度的计算方法，步进電(diàn)机是机電(diàn)一體(tǐ)化产品中关键部件之一，通常被用(yòng)作定位控制和定速控制。步进電(diàn)机惯量低、定位精度高、无累积误差、控制简单等特点。广泛应用(yòng)于机電(diàn)一體(tǐ)化产品中，如：数控机床、包装机械、计算机外围设备、复印机、传真机等。

步进電(diàn)机的选用(yòng)及步进電(diàn)机速度的计算方法，选择步进電(diàn)机时，首先要保证步进電(diàn)机的输出功率大于负载所需的功率。而在选用(yòng)功率步进電(diàn)机时，首先要计算机械系统的负载转矩，電(diàn)机的矩频特性能(néng)满足机械负载并有(yǒu)一定的余量保证其运行可(kě)*。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線(xiàn)的范围内。一般地说最大静力矩Mjmax大的電(diàn)机，负载力矩大。

步进電(diàn)机的选用(yòng)及步进電(diàn)机速度的计算方法，选择步进電(diàn)机时，应使步距角和机械系统匹配，这样可(kě)以得到机床所需的脉冲当量。在机械传动过程中為(wèi)了使得有(yǒu)更小(xiǎo)的脉冲当量，一是可(kě)以改变丝杆的导程，二是可(kě)以通过步进電(diàn)机的细分(fēn)驱动来完成。但细分(fēn)只能(néng)改变其分(fēn)辨率，不改变其精度。精度是由電(diàn)机的固有(yǒu)特性所决定。

步进電(diàn)机的选用(yòng)及步进電(diàn)机速度的计算方法，选择功率步进電(diàn)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，使之与步进電(diàn)机的惯性频率特性相匹配还有(yǒu)一定的余量，使之最高速连续工作频率能(néng)满足机床快速移动的需要。

选择步进電(diàn)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 ---步进電(diàn)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電(diàn)机轴上的惯量Jt。

Jt=J1+（1/i2）[(J2+Js)+W/g（S/2π）2） （1-2）

式中Jt ---折算至電(diàn)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）计算電(diàn)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 ---電(diàn)机启动加速力矩（N.m）

Jm、Jt---電(diàn)机自身惯量与负载惯量(Kg.cm.s2)

n---電(diàn)机所需达到的转速（r/min）

T---電(diàn)机升速时间（s）

Mf=(u.W.s)/(2πηi)×10ˉ2 （1-5）

Mf---导轨摩擦折算至電(diàn)机的转矩（N.m）

u---摩擦系数

η---传递效率

Mt=(Pt.s)/(2πηi)×10ˉ2 （1-6）

Mt---切削力折算至電(diàn)机力矩（N.m）

Pt---最大切削力（N）

（4）负载起动频率估算。数控系统控制電(diàn)机的启动频率与负载转矩和惯量有(yǒu)很(hěn)大关系，其估算公式為(wèi)

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電(diàn)机输出力矩（N.m）

若负载参数无法精确确定,则可(kě)按fq=1/2fq0进行估算.

（5）运行的最高频率与升速时间的计算。由于電(diàn)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(néng)驱动负载，并留有(yǒu)足够的余量。

（6）负载力矩和最大静力矩Mmax。负载力矩可(kě)按式（1-5）和式（1-6）计算，電(diàn)机在最大进给速度时，由矩频特性决定的電(diàn)机输出力矩要大于Mf与Mt之和，并留有(yǒu)余量。一般来说，Mf与Mt之和应小(xiǎo)于（0.2 ～0.4）Mmax.