在選用步進(jìn)電機(jī)時(shí)我們需要對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，盡管在網(wǎng)頁上和書上有大量的相關(guān)方法，但簡明的、容易懂的還是有限，凱福工程師專門在培訓(xùn)時(shí)整理了一下，以供使用.
步進(jìn)電機(jī)選型主要涉及到兩個(gè)要素：1是力矩，2是慣量，下面就此給出計(jì)算方法:
1、負(fù)載力矩
運(yùn)行力矩（摩擦力矩）
計(jì)算力矩M=Ma+Mf
M=Ma+Mf
M：負(fù)載力矩（N.m）
Ma：負(fù)載加速力矩（N.m）
Mf：負(fù)載運(yùn)行力矩（N.m）
考慮到計(jì)算誤差和裝配精度，應(yīng)保證2倍安全率
必要轉(zhuǎn)矩MB=2M
馬達(dá)選型時(shí)，必要轉(zhuǎn)矩必須在馬達(dá)運(yùn)行曲線以下
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滾珠螺桿驅(qū)動(dòng) |
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Mf=(1/η+μ0/3)FPB/(2π)
F=FA+mg(sinα+μcosα)
Mf：負(fù)載運(yùn)行力矩（N.m）
FA：負(fù)載外力（N）
PB：螺桿螺距（m/rev）
α:螺桿水平時(shí)為0，垂直時(shí)為90度
η：效率（0.9）； μ：滑動(dòng)面摩擦系數(shù)（0.05）
μ0：預(yù)壓螺帽內(nèi)部摩擦系數(shù)（0.2—0.3）
m：負(fù)載總質(zhì)量（kg）
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直線運(yùn)動(dòng) |
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Mf=FD/(2ηi)
F=FA+mg(sinα+μcosα)
Mf：負(fù)載運(yùn)行力矩（N.m）
FA：負(fù)載外力（N）
D：終端滾輪直徑（m）
i：減速比（機(jī)構(gòu)的減速比，不是馬達(dá)減速比）
α:水平運(yùn)行時(shí)為0，垂直時(shí)為90度
η：效率（0.9）； μ：滑動(dòng)面摩擦系數(shù)
m：負(fù)載總質(zhì)量（kg）
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旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)時(shí)，運(yùn)行力矩極小，可忽略 |
加速力矩
Ma=2（Jm+Jt）×π × V/t
Ma：負(fù)載加速力矩（N.m）
Jm：馬達(dá)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（kg.m2）
Jt：負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（kg.m2）
V：運(yùn)行目標(biāo)速度（rps）
t：加速時(shí)間（s）
從公式可看出，加速力矩跟負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量以及加速度成正比，加速度可根據(jù)需要設(shè)置，重點(diǎn)在于負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算
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滾珠螺桿驅(qū)動(dòng) |
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Jt=1/2*maR2+m(PB/(2π))2
Jt：負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（ kg.m2 ）
ma：螺桿質(zhì)量（kg）
R：螺桿半徑（m）
m：負(fù)載總質(zhì)量（kg）
PB：螺桿螺距（m/rev）
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直線運(yùn)動(dòng) |
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Jt=m(A/(2π))2
Jt：負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（ kg.m2 ）
m：負(fù)載總質(zhì)量（kg）
A：電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一周負(fù)載移動(dòng)量（m）
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旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) |
Jt=1/2*mR2
Jt：負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（ kg.m2 ）
m：負(fù)載總質(zhì)量（kg）
R：旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)半徑（m）
上式為旋轉(zhuǎn)軸通過重心的計(jì)算方法，當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸不通過重心時(shí)，如機(jī)械手等
J=1/12m(A2+B2)+ml2
X0軸為物體重心，X為旋轉(zhuǎn)軸
l=X軸和X0軸的距離（m）
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2、慣量匹配
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a.負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不應(yīng)超過馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量10倍 |
慣性比大時(shí)，起動(dòng)、停止抖動(dòng) |
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b.慣量比過大時(shí)，則起動(dòng)、停止時(shí)的過沖和回沖亦變大，因而會(huì)影響起動(dòng)、穩(wěn)定時(shí)間 |
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c.當(dāng)負(fù)載慣量過大時(shí)，需減小加載到馬達(dá)轉(zhuǎn)軸的慣量 |
減小負(fù)載&轉(zhuǎn)子慣量比的方法：
a.改變負(fù)載驅(qū)動(dòng)方式
驅(qū)動(dòng)相同負(fù)載，滾珠螺桿驅(qū)動(dòng)與同步輪拖動(dòng)相比，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量會(huì)小很多
b.在馬達(dá)轉(zhuǎn)軸和負(fù)載連接時(shí)增加減速機(jī)構(gòu)
增加一個(gè)1：3的減速機(jī)構(gòu)，加載到馬達(dá)上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量將會(huì)成平方的降低，變?yōu)樵?fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的1/9
c.選用減速機(jī)型步進(jìn)電機(jī)
使用1：10減速步進(jìn)電機(jī)時(shí)，能驅(qū)動(dòng)的負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量將成平方增加，變?yōu)樵?fù)載慣量的100倍，此方法最常用
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步進(jìn)電機(jī)選型理論上來講可以根據(jù)書本來公式來計(jì)算的，但根據(jù)我們對不同結(jié)構(gòu)、負(fù)載及相關(guān)因素的考慮，在實(shí)際應(yīng)用中，我們將 步進(jìn)電機(jī)選型的計(jì)算方法給與改進(jìn)，如有疑問的朋友們，可以相互探討交流！
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