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步進(jìn)電機(jī)的功率計(jì)算方法

2022-04-26 | 文章出處：漢德保 | 人氣：4437

在和客戶的溝通過程中，經(jīng)常會(huì)遇到客戶詢問這樣一個(gè)問題：“這個(gè)步進(jìn)電機(jī)功率多大？”。今天漢德保的小編就和大家一起探討下步進(jìn)電機(jī)的“功率”問題。

接觸步進(jìn)電機(jī)時(shí)間較長的用戶一定會(huì)發(fā)現(xiàn)在步進(jìn)電機(jī)的規(guī)格中是沒有功率這一項(xiàng)目，平時(shí)選型時(shí)也是參考對應(yīng)轉(zhuǎn)速下的力矩來選型的。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)規(guī)格中之所以不標(biāo)注功率(W)，是因?yàn)椴竭M(jìn)電動(dòng)機(jī)并沒有“額定轉(zhuǎn)速”的概念。而平時(shí)所說的AC電動(dòng)機(jī)和伺服電動(dòng)機(jī)的功率（W）是指電動(dòng)機(jī)在“額定轉(zhuǎn)速”下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的功率（W），即“額定功率”。步進(jìn)電機(jī)一般在較大范圍內(nèi)調(diào)速使用、其功率是變化的，代入不同的轉(zhuǎn)速算出的功率(W)也會(huì)有所不同一般只用力矩來衡量，力矩與功率估算公式如下：

P=ω·M ω=2·π·n/60 P=2·π·n·M/60=0.1047×n×M

其P為功率單位為瓦（w），ω為角速度，單位為弧度每秒(rad/s)，n為每分鐘轉(zhuǎn)速(r/min)，M為力矩單位為牛頓·米(N·m) 。P=2πfM/400(半步工作)其中f為每秒脈沖數(shù)(簡稱PPS)。

以漢德保2304HS42D8步進(jìn)電機(jī)為例，如下圖：

根據(jù)轉(zhuǎn)速-扭矩曲線圖，可以看出當(dāng)轉(zhuǎn)速為600rpm時(shí)，扭矩為0.5Nm。將其代入公式：0.1047×n×M =0.1047×600×0.5=31.41W(未加入安全系數(shù)計(jì)算)，即在使用驅(qū)動(dòng)器S-245D ,驅(qū)動(dòng)電壓為24VDC，驅(qū)動(dòng)電流為2.8A，細(xì)分設(shè)置為1600脈沖/圈的條件下，2304HS42D8步進(jìn)電機(jī)在600rpm時(shí)的機(jī)械輸出功率為31.41W。

實(shí)際運(yùn)用中我們常要用步進(jìn)電機(jī)替換伺服電機(jī)，這時(shí)我們就要反過來計(jì)算伺服輸出的力矩，估算公式如下：

M=9.549×P/n

如我們要用步進(jìn)電機(jī)替換額定功率50W，額定轉(zhuǎn)速2000rpm，減速比為8的減速伺服電機(jī)。（假設(shè)減速機(jī)的效率為90%）

代入公式計(jì)算電機(jī)額定扭矩：9.549×60/2000 = 0.239Nm

減速機(jī)軸輸出力矩：0.239×8×90% = 1.71 Nm

減速機(jī)輸出轉(zhuǎn)速：2000÷8 = 250rpm

也就說我們選的步進(jìn)電機(jī)或者減速步進(jìn)電機(jī)在250rpm輸出力矩為1.71 Nm(未考慮安全系數(shù))就能替換這個(gè)減速伺服電機(jī)。如下圖在不考慮尺寸的情況下，我公司的2304HS42D8步進(jìn)電機(jī)在250rpm的扭矩約為1.71Nm，能滿足要求(實(shí)際使用要留有安全余量)。