選擇步進(jìn)電機時(shí)，應使步距角和機械系統匹配，這樣可以得到機床所需的脈沖當量。在機械傳動(dòng)過(guò)程中為了使得有更小的脈沖當量，一是可以改變絲桿的導程，二是可以通過(guò)步進(jìn)電機的細分驅動(dòng)來(lái)完成。但細分只能改變其分辨率，不改變其精度。精度是由電機的固有特性所決定。

 

　　選擇功率步進(jìn)電機時(shí)，應當估算機械負載的負載慣量和機床要求的啟動(dòng)頻率，使之與步進(jìn)電機的慣性頻率特性相匹配還有一定的余量，使之最高速連續工作頻率能滿(mǎn)足機床快速移動(dòng)的需要。

 

　　選擇步進(jìn)電機需要進(jìn)行以下計算：

 

　　(1)計算齒輪的減速比

 

　　根據所要求脈沖當量，齒輪減速比i計算如下:

 

　　i=(φ.S)/(360.Δ) (1-1)

 

　　式中φ ---步進(jìn)電機的步距角(o/脈沖)

 

　　S ---絲桿螺距(mm)

 

　　Δ---(mm/脈沖)

 

　　(2)計算工作臺，絲桿以及齒輪折算至電機軸上的慣量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---工作臺重量(N)

 

　　S ---絲桿螺距(cm)

 

　　(3)計算電機輸出的總力矩M

 

　　M=Ma+Mf+Mt (1-3)

 

　　Ma=(Jm+Jt).n/T×1.02×10ˉ2 (1-4)

 

　　式中Ma ---電機啟動(dòng)加速力矩(N.m)

 

　　Jm、Jt---電機自身慣量與負載慣量(Kg.cm.s2)

 

　　n---電機所需達到的轉速(r/min)

 

　　T---電機升速時(shí)間(s)

 

　　Mf=(u.W.s)/(2πηi)×10ˉ2 (1-5)

 

　　Mf---導軌摩擦折算至電機的轉矩(N.m)

 

　　u---摩擦系數

 

　　η---傳遞效率

 

　　Mt=(Pt.s)/(2πηi)×10ˉ2 (1-6)

 

　　Mt---切削力折算至電機力矩(N.m)

 

　　Pt---最大切削力(N)

 

　　(4)負載起動(dòng)頻率估算。數控系統控制電機的啟動(dòng)頻率與負載轉矩和慣量有很大關(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輸出力矩(N.m)

 

　　若負載參數無(wú)法精確確定,則可按fq=1/2fq0進(jìn)行估算.

 

　　(5)運行的最高頻率與升速時(shí)間的計算。由于電機的輸出力矩隨著(zhù)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能驅動(dòng)負載，并留有足夠的余量。

 

　　(6)負載力矩和最大靜力矩Mmax。負載力矩可按式(1-5)和式(1-6)計算，電機在最大進(jìn)給速度時(shí)，由矩頻特性決定的電機輸出力矩要大于Mf與Mt之和，并留有余量。一般來(lái)說(shuō)，Mf與Mt之和應小于(0.2 ～0.4)Mmax.。