Ein Schrittmotor ist ein elektromagnetischer Aktuator, der digitale Eingangsimpulse in rotierende oder lineare Schrittbewegungen umwandelt. Jedes Mal, wenn ein Impuls eingegeben wird, bewegt sich die Motorwelle um ein Schrittwinkelinkrement. Der Gesamtdrehwinkel des Motors ist proportional zur Anzahl der Eingangsimpulse und die entsprechende Drehzahl hängt von der Eingangsimpulsfrequenz ab. Der Schrittmotor ist eine der Schlüsselkomponenten in mechatronischen Produkten und wird üblicherweise zur Positionierungssteuerung und Festgeschwindigkeitssteuerung verwendet.

Schrittmotoren zeichnen sich durch geringe Trägheit, hohe Positionierungsgenauigkeit, keinen kumulativen Fehler und eine einfache Steuerung aus. Weit verbreitet in mechatronischen Produkten wie CNC-Werkzeugmaschinen, Verpackungsmaschinen, Computerperipheriegeräten, Kopierern, Faxgeräten usw.

Stellen Sie bei der Auswahl eines Schrittmotors zunächst sicher, dass die Ausgangsleistung des Schrittmotors größer ist als die von der Last benötigte Leistung. Bei der Auswahl eines Leistungsschrittmotors müssen Sie zunächst das Lastdrehmoment des mechanischen Systems berechnen. Die Drehmoment-Frequenz-Eigenschaften des Motors können der mechanischen Belastung gerecht werden und einen gewissen Spielraum haben, um einen zuverlässigen Betrieb zu gewährleisten. Im tatsächlichen Arbeitsprozess muss das Lastmoment bei verschiedenen Frequenzen im Bereich der Drehmoment-Frequenz-Kennlinie liegen. Im Allgemeinen hat ein Motor mit einem großen maximalen statischen Moment Mjmax ein großes Lastdrehmoment.

Bei der Auswahl eines Schrittmotors sollte der Schrittwinkel zur Mechanik passen, damit das von der Werkzeugmaschine benötigte Impulsäquivalent erreicht werden kann. Um beim mechanischen Übertragungsvorgang ein kleineres Impulsäquivalent zu erreichen, kann zum einen die Steigung der Schnecke verändert werden, zum anderen kann dies durch eine geteilte Ansteuerung des Schrittmotors erreicht werden. Eine Unterteilung kann jedoch nur die Auflösung ändern, nicht jedoch die Genauigkeit. Die Genauigkeit wird durch die inhärenten Eigenschaften des Motors bestimmt. Bei der Auswahl eines Leistungsschrittmotors sollten die Lastträgheit der mechanischen Last und die von der Werkzeugmaschine benötigte Startfrequenz so eingeschätzt werden, dass sie mit einem gewissen Spielraum mit den Trägheitsfrequenzeigenschaften des Schrittmotors übereinstimmen, damit die höchste kontinuierliche Betriebsfrequenz erreicht werden kann Erfüllen Sie die Anforderungen der Werkzeugmaschine. Die Notwendigkeit, sich schnell zu bewegen.

Die Auswahl eines Schrittmotors erfordert die folgenden Berechnungen:

Untersetzungsverhältnis berechnen

1.Entsprechend dem benötigten Impulsäquivalent errechnet sich die Untersetzung i wie folgt:

i=(φ.S)/(360.Δ)

φ---Schrittwinkel des Schrittmotors (O/Impuls)

S ---Schraubensteigung (mm)

Δ---(mm/Impuls)

2.Berechnen Sie die auf die Motorwelle übertragene Trägheit Jt von Arbeitstisch, Gewindestange und Getriebe.

Jt=J1(1/i2)[(J2 Js)W/g(S/2π)2]

Jt --- umgerechnet auf die Trägheit der Motorwelle (Kg.cm.s2)

J1, J2 ---Getriebeträgheit (Kg.cm.s2)

Js ----Spindelträgheit (Kg.cm.s2)

• --Werkbankgewicht (N)

S ---Schraubensteigung (cm)

3.Berechnen Sie das vom Motor abgegebene Gesamtdrehmoment M

M=Ma Mf Mt

Ma=(Jm Jt).n/T×1,02×10ˉ2

Ma ---Motorstartbeschleunigungsdrehmoment (N.m)

Jm, Jt – Eigenträgheit des Motors und Lastträgheit (Kg.cm.s2)

n---die erforderliche Drehzahl des Motors (U/min)

T---Motor-Hochlaufzeit (s)

Mf=(u.W.s)/(2πηi)×10ˉ2

Mf---Führungsschienenreibung, umgewandelt in Motordrehmoment (N.m)

u---Reibungskoeffizient

η---Übertragungseffizienz

Mt=(Pt.s)/(2πηi)×10ˉ2(1-6)

Mt---Schnittkraft umgerechnet in Motordrehmoment (Nm)

Pt---maximale Schnittkraft (N)

4.Schätzung der Laststartfrequenz.

Die Startfrequenz des vom CNC-System gesteuerten Motors steht in engem Zusammenhang mit dem Lastdrehmoment und der Trägheit. Die Schätzformel lautet fq=fq0[(1-(MfMt))/MI)÷(1 Jt/Jm)] 1/ 2

fq---Startfrequenz laden (Hz)

fq0 --- Startfrequenz ohne Last

MI – Motorausgangsdrehmoment (Nm), bestimmt durch Drehmomentfrequenzeigenschaften bei Startfrequenz

Wenn die Belastungsparameter nicht genau bestimmt werden können, können sie als fq=1/2fq0 geschätzt werden.

5.Berechnung der maximalen Betriebsfrequenz und Beschleunigungszeit.

Da das Ausgangsdrehmoment des Motors mit zunehmender Frequenz abnimmt, sollte bei der höchsten Frequenz das Ausgangsdrehmoment basierend auf den Drehmoment-Frequenz-Kennlinien in der Lage sein, die Last mit ausreichendem Spielraum anzutreiben.

6.Lastmoment und maximales statisches Moment Mmax.

Das Lastdrehmoment kann gemäß Mf=(u.W.s)/(2πηi)×10ˉ2 und Mt=(Pt.s)/(2πηi)×10ˉ2 berechnet werden. Wenn der Motor die maximale Vorschubgeschwindigkeit hat, wird das Motorausgangsdrehmoment bestimmt durch Die Drehmoment-Frequenz-Charakteristik ist mit einem Spielraum größer als die Summe von Mf und Mt. Im Allgemeinen sollte die Summe von Mf und Mt weniger als (0,2–0,4)Mmax betragen.

Verwandte Artikel： https://www.oyostepper.de/article-1163-Was-sind-die-Hauptanwendungen-des-b%C3%BCrstenlosen-Gleichstrommotors.html