選擇步進(jìn)電機(jī)需要進(jìn)行以下計(jì)算:
(1)計(jì)算齒輪的減速比 根據(jù)所要求脈沖當(dāng)量,齒輪減速比i計(jì)算如下: i=(φ.S)/(360.Δ) (1-1) 式中φ -步進(jìn)電機(jī)的步距角(o/脈沖) S -絲桿螺距(mm) Δ-(mm/脈沖)
(2)計(jì)算工作臺(tái),絲桿以及齒輪折算至電機(jī)軸上的慣量Jt。 Jt=J1+(1/i2)[(J2+Js)+W/g(S/2π)2] (1-2) 式中Jt-折算至電機(jī)軸上的慣量(Kg.cm.s2) J1、J2 -齒輪慣量(Kg.cm.s2) Js -絲桿慣量(Kg.cm.s2) W-工作臺(tái)重量(N) S-絲桿螺距(cm)
(3)計(jì)算電機(jī)輸出的總力矩M M=Ma+Mf+Mt (1-3) Ma=(Jm+Jt).n/T×1.02×10ˉ2 (1-4) 式中Ma -電機(jī)啟動(dòng)加速力矩(N.m) Jm、Jt-電機(jī)自身慣量與負(fù)載慣量(Kg.cm.s2) n-電機(jī)所需達(dá)到的轉(zhuǎn)速(r/min) T---電機(jī)升速時(shí)間(s) Mf=(u.W.s)/(2πηi)×10ˉ2 (1-5) Mf-導(dǎo)軌摩擦折算至電機(jī)的轉(zhuǎn)矩(N.m) u-摩擦系數(shù) η-傳遞效率 Mt=(Pt.s)/(2πηi)×10ˉ2 (1-6) Mt-切削力折算至電機(jī)力矩(N.m) Pt-最大切削力(N)
(4)負(fù)載起動(dòng)頻率估算。數(shù)控系統(tǒng)控制電機(jī)的啟動(dòng)頻率與負(fù)載轉(zhuǎn)矩和慣量有很大關(guān)系,其估算公式為 fq=fq0[(1-(Mf+Mt))/Ml)÷(1+Jt/Jm)] 1/2 (1-7) 式中fq---帶載起動(dòng)頻率(Hz) fq0---空載起動(dòng)頻率 Ml---起動(dòng)頻率下由矩頻特性決定的電機(jī)輸出力矩(N.m) 若負(fù)載參數(shù)無(wú)法精確確定,則可按fq=1/2fq0進(jìn)行估算.
(5)運(yùn)行的最高頻率與升速時(shí)間的計(jì)算。由于電機(jī)的輸出力矩隨著頻率的升高而下降,因此在最高頻率時(shí),由矩頻特性的輸出力矩應(yīng)能驅(qū)動(dòng)負(fù)載,并留有足夠的余量。
(6)負(fù)載力矩和最大靜力矩Mmax。負(fù)載力矩可按式(1-5)和式(1-6)計(jì)算,電機(jī)在最大進(jìn)給速度時(shí),由矩頻特性決定的電機(jī)輸出力矩要大于Mf與Mt之和,并留有余量。一般來(lái)說(shuō),Mf與Mt之和應(yīng)小于(0.2 ~0.4)Mmax。
2.1 TA8435芯片特點(diǎn) TA8435是東芝公司生產(chǎn)的單片正弦細(xì)分二相步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)專用芯片,該芯片具有以下特點(diǎn):
①工作電壓范圍寬(10~40 v);
②輸出電流可達(dá)1.5 A(平均)和2.5 A(峰值));
③具有整步、半步、1/4細(xì)分、1/8細(xì)分運(yùn)行方式可供選擇;
④采用脈寬調(diào)制式斬波驅(qū)動(dòng)方式;
⑤具有正/反轉(zhuǎn)控制功能;
⑥帶有復(fù)位和使能引腳;
⑦可選擇使用單時(shí)鐘輸入或雙時(shí)鐘輸入。
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