步进电机选型？圆盘旋转需要步进电机选型如何计算？

登录 · 发表于 2021-6-1 11:32

如图，电机通过齿轮带动圆盘旋转。圆盘旋转速度大约每秒30到60度。圆盘底部是通过轴承来旋转的，所以旋转摩檫力应该比较小。求计算选多大的电机，之前用的是86步进，4.5Nm的，现在想是否可以减小电机，降低成本。

发表于 2021-6-1 12:34

本帖最后由 Diyer123 于 2021-6-1 18:57 编辑

这个参数给得不够清晰……
步进电机主要看扭矩、转速。
假设你的外圆盘是绞盘，用来提升28Kg物体，那么它的静态扭矩是28Kg*9.8N/Kg*(0.435m/2)=59.7(N.m)
每秒30度，换算为转速：30度每秒*60秒每分/360度每圈=5(rpm)
以上传递到步进电机后，就变成(假设同轴的两个齿轮是同步转动的)：
扭矩=59.7(N.m)*48/86=33.3(N.m)
转速=5(rpm)*86/48=9(rpm)
机械转换有个效率的问题，所以把以上两个数值乘以某个系数，如1.2，就可以拿去选电机了。在电机矩频特性图上找到扭矩，看转速是否满足。反之亦然

题外话：对步进电机来说，输出扭矩一般不会太大，并且转速通常能用到200rpm。所以你这个减速比不太合适

发表于 2021-6-1 13:45

Diyer123 发表于 2021-6-1 12:34
这个参数给得不够清晰……
步进电机主要看扭矩、转速。
假设你的外圆盘是绞盘，用来提升28Kg物体，那么它的 ...

感谢回答。有个疑问，就是启动让转盘转动，克服的是转盘和底座之间的摩檫力，这个底座是轴承嵌套的。这样能等效成提升28kg物体吗？

发表于 2021-6-1 14:54

Diyer123 发表于 2021-6-1 12:34
这个参数给得不够清晰……
步进电机主要看扭矩、转速。
假设你的外圆盘是绞盘，用来提升28Kg物体，那么它的 ...

另外，还有个问题，就是你的计算过程中是从电机小齿轮和圆盘直径来计算，并没有计算和电机齿轮咬合的大齿轮，是不是有一些问题？

发表于 2021-6-1 18:48

huarana 发表于 2021-6-1 13:45
感谢回答。有个疑问，就是启动让转盘转动，克服的是转盘和底座之间的摩檫力，这个底座是轴承嵌套的。这 ...

理论上当然可以等效。因为不同负载归根到底都是表现为扭矩
但是实际操作上，就要看你们的设计和加工、装配能力了

发表于 2021-6-1 18:50

huarana 发表于 2021-6-1 14:54
另外，还有个问题，就是你的计算过程中是从电机小齿轮和圆盘直径来计算，并没有计算和电机齿轮咬合的大齿 ...

确实是。长时间没搞这个，记错公式了

需要根据传动比重新算一下

huarana · 发表于 2021-6-1 22:48

题设条件给的不够充分。
这个问题不在于转多块，而在于需要多快转起来。如果理想情况，轴没有摩擦力，那么保持匀速转动就不需要外部能量。
实际情况，需要克服一些阻力，但是阻力也并不大。
关键在于要求启动时间（减速停止时间）多少。
就好像，好车，孬车，发动机功率差十来倍，都能跑到100公里时速。只是0-100时间大不相同，好的在两三秒，孬的十几二十秒。

另外，你的减速比确实不合适。
本来你的要求只有5RPM-10RPM, 那个减速比变过之后，换算到电机上，9-18RPM.
诚然，步进电机低转速时扭矩最大，但是并不是差别太多，你可以认为100RPM之内，扭矩基本不变。

你的减速比搞大些，对电机的要求就低多了，只要在速度能达到的范围内。

就好像，你一个车，拉得负载虽然有点重，但是速度要求低啊，1档慢慢开的话，随便一个车就能胜任，
但是你非要求用5档开，还把挡位焊死了，那不用6.0的大排量发动机还真搞不定。而且用这个大排量的发动机，还没发挥出啥功能来，一直怠速运行，因为一加油门，还就超过要求的速度了。

发表于 2021-6-2 11:26

设计是考虑整个系统的转动惯性，需用到电机的启动加速度及停止加速度；
另外如果要精确定位控制时要考虑到电机正反转产生的死区，

[电机及执行机构驱动] 步进电机选型？圆盘旋转需要步进电机选型如何计算？

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