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Ma??Jm?Jt?nT?1.02?10?2 （式2.4）
式中： Ma---电机启动加速力矩（N?m)
Jm、Jt---电机自身惯量与负载惯量(Kg?cm?s2) n---电机所需达到的转速（r/min） T---电机升速时间（s）
Mf?u?W?s?10?2 （式2.5） 2??i式中： Mf---导轨摩擦折算至电机的转矩（N?m)
u---摩擦系数 η---传递效率
Mt?pts?10?2 （式2.6） 2??i式中： Mt---切削力折算至电机力矩（N?m)
pt---最大切削力（N）
4） 负载起动频率估算。数控系统控制电机的启动频率与负载转矩和惯量有很大关系，其估算公式为：
?Mf?Mt?1?Mifq?fq0??Jt?1??Jm?
式中： fq---带载起动频率（Hz）
??? （式2.7） ???12fq0---空载起动频率 （Hz）
Mi---起动频率下由矩频特性决定的电机输出力矩（N?m)
5） 若负载参数无法精确确定，则可按fq?1进行估算。运行的最高频率与升速2fq0时间的计算。由于电机的输出力矩随着频率的升高而下降，因此在最高频率 时，由矩频特性的输出力矩应能驱动负载，并留有足够的余量。
6） 负载力矩和最大静力矩Mmax。负载力矩可按（式2.5）和（式2.6）计算，电
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机在最大进给速度时，由矩频特性决定的电机输出力矩要大于Mf与Mt之和，并留有余量。一般来说，Mf与Mt之和应小于（0.2 ～0.4) Mmax.
步进电机和交流伺服电机是运动控制系统中最常用的两种执行电动机。在电机选型
过程中，必须首先计算出负载通过机械传动系统对电机轴的折算扭矩T折，下面就几中常见的机械传动方式介绍折算扭矩T折的计算过程。丝杠螺母传动：
?1?Ft T折???Tb?? （N?m） （式2.8） i?2????
F?F0??mg （N） （式2.9）
? 42HS003两相混合式步进电机① 技术指标：
工作环境：-10°C - +55°C（温度） 绝缘电阻：500V DC 100M? Min 轴向间隙：0.1 --- 0.3mm 径向跳动：0.02mm Max 温 升：75°C Max 绝缘强度：B
图2.3 机械手步进电动机
表2.1 42HS003步进电机电气技术数据
电机型号 相数 步距相电驱动 角 流 电压 最大 静转矩 相电相电阻 感 配套重量 驱动器 17HS001
2 1.8° 1.7 DC24 0.45 3.3 A V Nm Ω 3.7 0.35 ST-2HmH kg B02X
①
数据来源于北京张前苏电子科技有限公司 地址：北京市海淀区清河永泰园13 楼309
网站:http://www.atcnc.com.cn/ 电话：010-61802338
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图2.4 步进电机安装尺寸（毫米）
图2.5 步进电机接线图
表2.2 步进电动机力矩测试
力矩测试数据 配套驱动器ST-2HB02X 电流1.7A 电压 DC 28V 4细分 转速(r/min) 转矩（Nm） 50 100 150 250 350 450 600 0.35 0.3 0.25 0.21 0.19 0.17 0.15 贵州大学本科毕业论文(设计) 第 13 页
? ST-2HB02X驱动器①
ST-2HB02X驱动器采用MicrosChip芯片，采用新型的双极性恒相流驱动技术，实
现最大64细分高性能驱动，适合驱动2A
以下42系列，57系列两相混合式步进电机。广泛应用于各种数控机床，纺织机械，
绕线机，喷绘机，疲劳试验机等用户希望低成本，低振动，高精度，高速度的场合。
产品特点:
☆ 工作电压范围宽10V～40V直流供电 ☆ H桥双极恒相流驱动 ☆ 最大2A的八种输出电流可选 ☆ 最大128细分的七种细分模式可选 ☆ 输入信号光电隔离
☆ 提供节能的自动半电流锁定功能 ☆ 无需控制器自检功能 技术参数： 型号 ST-2HB02X 相 数：二相
工作电压：DC（10-40）V 驱动电流：（0.1A-2.0A）DC
驱动方式：全桥双极性恒相流驱动
电流设置： 0.1A分度 图2.6 步进电机驱动器 细分功能：（1. 2 . 4. 8. 16. 32. 64 ）细分
适用电机：相电流不高于2A/相的两相，四相混合式步进电机 冷却方式：散热器(安装在通风良好的场合) 环境温度：0~50℃
尺寸/重量：130×73×33mm/280g
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数据来源于北京张前苏电子科技有限公司 地址：北京市海淀区清河永泰园13 楼309
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表2.3 步进电机驱动器接线端说明
输入信号 公共端 CP+ DIR+ ENA+ 脉 冲 CP- 它是输入信号的公共端，接外部系统的VCC，如果外部系统的VCC是+5V则可直接连接，若不是，则应保证给内部光耦提供10-20mA的驱动电流。 脉冲信号的输入端，工作时下降沿有效。共阳极时脉冲低电平的持续时间不应少于10μs。本驱动器的信号响应频率为70KHz，过高的输入频率将可能得不到正确响应。 它是方向电平信号的输入端，控制电机的正/反转。共阳极时该端方 向 DIR- 悬空被等效认为输入高电平。控制电机转向时，应确保方向信号领先脉冲信号至少10μs建立,可避免驱动器对脉冲的错误响应。 释放信号（低电平有效），当输入为低电平时，电机的激励电流脱机使能 被关断电机处于脱机自由状态,共阳极时高电平或悬空时，转子处ENA- 于锁定状态。