步进电机的功率计算问题
步进电机的功率计算问题
在和客户的沟通过程中，经常会遇到客户询问这样一个问题：“这个步进电机功率多大?”。今天锐特步进电机工程师就和大家一起探讨下步进电机的“功率”问题。
接触步进电机时间较长的童鞋们一定会发现在步进电机的规格中是没有功率这一项目，平时选型时也是参考对应转速下的力矩来选型的。
步进电机
步进电动机规格中之所以不标注功率(W)，是因为步进电动机并没有“额定转速”的概念。而平时所说的AC电动机和伺服电动机的功率(W)是指电动机在“额定转速”下运转时的功率(W)，即“额定功率”。步进电机一般在较大范围内调速使用、其功率是变化的，代入不同的转速算出的功率(W)也会有所不同一般只用力矩来衡量，力矩与功率估算公式如下：
P=ω·Mω=2·π·n/60P=2·π·n·M/60=0.1047×n×M
其P为功率单位为瓦(w)，ω为角速度，单位为弧度每秒(rad/s)，n为每分钟转速(r/min)，M为力矩单位为牛顿·米(N·m) 。P=2πfM/400(半步工作)其中f为每秒脉冲数(简称PPS)。以步进电机24HD240D8为例，如下图：
根据转速-扭矩曲线图，可以看出当转速为600RPM时，扭矩为0.9Nm。将其代入公式：0.1047×600×0.9=56.5W(未加入安全系数计算)，即在使用驱动器ASD880R ,驱动电压为60VDC，驱动电流为4.0A，细分设置为200脉冲/圈的条件下，24HD240D8在600RPM时的机械输出功率为56.5W。
实际运用中我们常要用步进电机替换伺服电机，这时我们就要反过来计算伺服输出的力矩，估算公式如下：
M=9.549×P/n
如我们要用步进电机替换额定功率100W，额定转速3000RPM，减速比为10的减速伺服电机。(假设减速机的效率为90%)
计算电机额定扭矩：9.549×100/3000 = 0.3183Nm
减速机轴输出力矩：0.3183×10×90% = 2.8647 Nm
减速机输出转速：3000÷10 = 300RPM
也就说我们选的步进电机或者减速步进电机在300RPM输出力矩为2.8647 Nm(未考虑安全系数)就能替换这个减速伺服电机。如下图在不考虑尺寸的情况下，我司的3402HS60U14在300RPM的扭矩为2.95Nm，能满足要求。
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