步进电机矩频特性解读

langyan

坛子里步进电机份额比较大，写一篇文章供新人参考。
步进电机的功率是多少？怎么计算？
P   = F×S/t  = F×v=F×r×ω=F×r×2πf =
下图是一款4Nm的步进电机的矩频特性曲线，86电机，95mm。看到这个图，也许你会被其陡峭的下降趋势吓着，不要担心，我们给逐点它计算出来


0、先看A区，是一段相对水平的直线，扭矩均为4Nm，输出功率与转速成正比，A区的最大转速为60r/min=1Hz
则A区的最大输出功率P0= 4(Nm)×2×3.14×1(Hz)=25.12（W）
1、1点对应的扭矩3.9Nm，对应的转速80r/min=1.33Hz，则输出功率P1=32.57（W）
2、2点对应的扭矩3.3Nm，对应的转速200r/min=3.33Hz，则输出功率P2=69.01（W）
3、3点对应的扭矩2.75Nm，对应的转速300r/min=5Hz，则输出功率P3=86.35（W）
4、4点对应的扭矩2.1Nm，对应的转速400r/min=6.67Hz，则输出功率P4=87.96（W）
5、5点对应的扭矩1.5Nm，对应的转速600r/min=10Hz，则输出功率P5=94.20（W）
6、6点对应的扭矩0.95Nm，对应的转速900r/min=15Hz，则输出功率P6=89.49（W）
7、7点对应的扭矩0.3Nm，对应的转速2000r/min=33.33Hz，则输出功率P7=62.79（W）
可以看出，该电机在600r/min时输出功率达到最大值94W，转换为三相交流电机为P×η=94w，设η=0.75，则额定功率P=125W
该步进电机2000r/min的功率下降为72%


再看一例 86电机 125mm


0、先看A区，扭矩均为5.8Nm，A区的最大转速为70r/min=1.17Hz
则A区的最大输出功率P0= 5.8(Nm)×2×3.14×1.17(Hz)=42.62（W）

1、1点对应的扭矩5.3Nm，对应的转速400r/min=6.67Hz，则输出功率P1=222.00（W）
2、2点对应的扭矩4.8Nm，对应的转速600r/min=10Hz，则输出功率P2=301.44（W）
3、3点对应的扭矩4Nm，对应的转速800r/min=13.33Hz，则输出功率P3=334.85（W）
4、4点对应的扭矩3.5Nm，对应的转速900r/min=15Hz，则输出功率P4=329.7（W）
5、5点对应的扭矩3Nm，对应的转速1000r/min=16.67Hz，则输出功率P5=314.06（W）
6、6点对应的扭矩1.35Nm，对应的转速2000r/min=33.33Hz，则输出功率P6=282.57（W）
可以看出，该电机在800r/min时输出功率达到最大值335W，转换为三相交流电机为P×η=335w，设η=0.75，则额定功率P=447W
该步进电机2000r/min的功率下降为84%








这是我随机抽出的2例矩频特性曲线，属于同一家的产品。通过以上2例比较，得出结论：同是步进电机，即便是相同的厂家，其硬特性也是不同的，适用场合也不同。而且要注意的是这2个图，驱动电压不同。
我们怎么选择步进电机呢？最重要的就是索取矩频特性曲线，最好是不同驱动电压下的一组曲线。对于步进电机而言，只要是转起来了，驱动器参数一定的情况下，不管速度大小，电功率的消耗差距很小，输出功率差距很大，即效率差距大，如果我们使用中经常将电机运行在低效率的条件下，功率损失部分要发热，效率越低，发热越厉害，不利于电机寿命。