|
必要脈沖數＝ |
物體移動的距離
距離電機旋轉一周移動的距離 |
× |
360 o
步進角 |
● 驅動脈沖速度的計算
驅動脈沖速度是指在設定的定位時間中電機旋轉過一定角度所需要的脈沖數。
驅動脈沖數可以根據必要脈沖數、定位時間和加/減速時間計算得出。
（1）自啟動運行方式
自啟動運行方式是指在驅動電機旋轉和停止時不經過加速、減速階段，而直接以驅動脈沖速度啟動和停止的運行方式。
自啟動運行方式通常在轉速較低的時候使用。同時，因為在啟動/停止時存在一個突然的速度變化，所以這種方式需要較大的加/減速力矩。
自啟動運行方式的驅動脈沖速度計算方法如下：
|
驅動脈沖速度[Hz]= |
必要脈沖數[脈沖]
定位時間[秒] |
（2）加/減速運行方式
加//減速運行方式是指電機首先以一個較低的速度啟動，經過一個加速過程后達到正常的驅動脈沖速度，運行一段時間之后再經過一個減速過程后電機停止的運行方式。其定位時間包括加速時間、減速時間和以驅動脈沖速度運行的時間。
加/減速時間需要根據傳送距離、速度和定位時間來計算。在加/減速運行方式中，因為速度變化較小，所以需要的力矩要比自啟動方式下的力矩小。加/減速運行方式下的驅動脈沖速度計算方法如下：
|
驅動脈沖速度[Hz]= |
必要脈沖數－啟動脈沖數[Hz]×加/減速時間[秒]
定位時間[秒]－加/減速時間[秒] |
◎ 電機力矩的簡單計算示例
必要的電機力矩＝（負載力矩+加/減速力矩）×安全系數
● 負載力矩的計算（TL）
負載力矩是指傳送裝置上與負載接觸部分所受到的摩擦力矩。步進電機驅動過程中始終需要此力矩。負載力矩根據傳動裝置和物體的重量的不同而不同。許多情況下我們無法得到精確的系統參數，所以下面只給出了簡單的計算方法。
負載力矩可以根據下面的圖表和公式來計算。
（1）滾軸絲桿驅動
※ 負載力矩的計算公式：
|
TL＝[ |
F·PB
2πη |
+ |
μ0F0PB
2π |
]× |
1
i |
[kgf·cm] |
※ 負載力矩的估算公式：
|
TL＝ |
m·PB
2πη |
× |
1
i |
[kgf·cm] （水平方向） |
|
TL＝ |
m·PB
2πη |
× |
1
i |
× 2 [kgf·cm] （垂直方向） |
（2）傳送帶/齒條齒輪傳動
※ 負載力矩的計算公式：
|
TL＝ |
F
2πη |
× |
πD
i |
＝ |
FD
2ηi |
[kgf·cm] |
F ＝ FA + m ( sinα + μcosα) [Kg]
※ 負載力矩的估算公式：
|
TL＝ |
D
2 |
× m × |
1
η |
× |
1
i |
[kgf·cm] （水平方向） |
|
TL＝ |
D
2 |
× m × |
1
η |
× |
1
i |
× 2 [kgf·cm] （垂直方向） |
（3）皮帶輪傳動
※ 負載力矩的計算公式：
|
TL＝ |
μFA+m
2π |
× |
πD
i |
＝ |
(μFA+m) D
2i |
[kgf·cm] |
※ 負載力矩的估算公式：
|
TL＝ |
D
2 |
× mg × |
1
i |
[kgf·cm] |
（4）實測方法
我們也可以通過這種方法得到負載力矩：用彈簧秤拉動滑輪慢慢轉動，此時彈簧秤會有一個讀數，這個數值就是所用力的大小（FB），然后乘以滑輪的半徑就可以得到負載力矩（如下式）。通常這種方法得到數值要比計算得到得結果要精確。
[參數說明]
|
F：軸方向負載 [Kg] |
F0：預負載 [Kg] (≌1/3F) |
η：效率 (0.85～0.95) |
|
FA：預負載 [ ] |
i：減速比 |
μ：滑動面摩擦系數 |
|
μ0：預壓螺帽內的摩擦系數 (0.1～0.3) |
PB：滾軸絲桿螺距 (cm/rev) |
FB：主軸開始運轉時的力 [Kg] |
|
D：滑輪直徑 |
m：工作物和工作臺的總重量 [Kg] |
α：傾斜角度 |
● 加/減速力矩的計算 （Ta）
加/減速力矩是用來加速或減速與電機相連的傳動裝置。根據加/減速時間和傳動裝置負載慣性慣量的不同，這個力矩會有很大的變化。因此，自啟動運行方式和加/減速運行方式的力矩會有一個較大的不同。加/減速力矩可以按下式計算：
※ 自啟動運行方式（需要較大的加/減速力矩）
加/減速力矩[kgf·cm]
|
＝ |
轉子慣性慣量[kgm2]+負載慣性慣量[kgm2]
重力加速度[cm/sec2] |
× |
π×步進角[o]×驅動脈沖速度2[Hz]
180×3.6/步進角[o] |
※ 加/減速運行方式
加/減速力矩[kgf·cm]
|
＝ |
轉子慣性慣量[kgm2]+負載慣性慣量[kgm2]
重力加速度[cm/sec2] |
× |
π×步進角[o]
180 o |
|
× |
運行脈沖速度[Hz]－啟動脈沖速度[Hz]
加/減速時間[sec] |
|
|