作为脉冲速度的运行模式,步进电机通常是选定下图左边的加减速运行模式;运行速度低、负载转动惯量小时,可以采取右图的自起动运行模式。图中:f1 – 起动脉冲频率 [Hz];f2 – 运行脉冲频率 [Hz] ;A – 工作脉冲数;t0 – 定位时间 ; t1 – 加减速时间 2 工作脉冲数A的计算公式 工作脉冲数是用脉冲信号来表示将工作物由 A 点移至 B 点时,电机所要旋转的角度。式中:A – 工作脉冲数 [pulses];l – 由A点到B点的移动量 [m] ;lrev – 电机每转的移动量 [m / rev]; – 电机步距角[°]【理解】所谓工作脉冲数就是将工作物移动一段距离所需要发送的脉冲数。得到由A点到B点电机转动的圈数,得到电机转动一圈所需的脉冲数。 3 运行脉冲频率 f2 的计算公式 运行脉冲频率可通过工作脉冲数与定位时间及加减速时间进行计算。加减速时间的长短是选用时的重点,但是除此之外还必须考虑加速转矩及加减速常数的平衡,所以不能轻易决定。因此,开始计算时,加减速时间 t1 按定位时间 t0 的 25% 左右为基准来进行计算。(最后需要调整)4 加减速常数TR 的计算公式 加减速常数是控制器使用的设定值,表示脉冲频率的加速程度,按以下公式计算。式中:TR – 加减速常数 [ms/kHz];t1 – 加减速时间 [ms];f1 – 起动脉冲频率 [kHz];f2 – 运行脉冲频率 [kHz];5 运行脉冲频率f2 到运行转速NM 的换算公式 式中:NM – 运行转速 [r/min];f2 – 运行脉冲频率 [Hz] ; – 步进电机步距角 [°]6 负载转矩的计算 请参照链接:一文全面掌握电机选型计算通用公式,让你机械设计如虎添翼!7 加速转矩Ta的计算公式 改变电机转速时,加速及减速转矩都是不可缺少的要素。各种电机其加速转矩的基本公式是相同的,通过脉冲速度计算步进电机加速转矩时,请使用如下公式。
式中:Ta – 加速转矩 [N·m];J0 – 转子转动惯量 [kg·m2] ;JL – 全负载转动惯量[kg·m2] ;NM – 运行转速 [r/min] ;t1 – 加减速时间; i – 减速比【说明】公式中常数9.55是运转转速单位转换的结果。1 [r/min] =2/60=1/9.55 [rad/s]式中:Ta – 加速转矩 [N·m];J0 – 转子转动惯量 [kg·m2] ;JL – 全负载转动惯量[kg·m2] ;f1 – 起动脉冲频率 [Hz];f2 – 运行脉冲频率[Hz] ; – 步距角 [°] ; t1 – 加减速时间 ; i – 减速比【公式理解】(1) ,a为角加速度,; [rad/s]; (2)将步距角单位由 [°] 转换为 [rad],1 [°] = [rad] 式中:Ta – 加速转矩 [N·m];J0 – 转子转动惯量 [kg·m2] ;JL – 全负载转动惯量[kg·m2] ;f2 – 运行脉冲频率 [Hz] ; – 步距角 [°] ; i – 减速比;8 必要转矩 Tm 的计算公式 负载转矩与加速转矩之和,乘以安全系数即是必要转矩。式中:TM – 必要转矩 [N·m];TL – 负载转矩 [N·m];Ta – 加速转矩 [N·m];Sf – 安全系数9 有效负载转矩 Trms 的计算公式 选用AC伺服电机和无刷电机时计算有效负载转矩。电机所要求的转矩与时间一同变化时,先计算有效负载转矩再判断能否使用。短周期运行中频繁进行加速减速的运行模式下尤其重要。式中:Trms – 有效负载转矩 [N·m];TL – 负型转矩 [N·m];Ta – 加速转矩 [N·m];Td – 减速转矩 [N·m]; t1 – 加速时间 ; t2 – 匀速运行时间 ; t2 – 减速运行时间 ; 免责声明:如果侵犯了您的权益,请联系站长,我们会及时删除侵权内容,谢谢合作! |