如何选择数控机床的步进电机？

为什么选择正确的步进电机很重要

数控机器能否平稳、精确地运行取决于步进电机的选择。电机控制零件的运动，任何不匹配都可能导致定位错误或质量不佳的结果。太弱的电机可能会打滑，导致切割错位和机械问题。

不同的数控任务需要特定的扭矩水平。使用扭矩不足的电机会导致机器无法处理较重的零件或保持速度。另一方面，功率过大的电机可能会浪费能源并增加运行成本，从而降低效率。找到正确的平衡可确保平稳运行而不会消耗过多的电量。

也有人指出，选择合适的电机可以保证机器的长期可持续性。性能低下的电机可能会磨损得更快，需要更频繁地维修。使用精心挑选的电机可以节省时间和金钱，还可以最大限度地减少维护费用和停机时间。您不会遇到这些问题，而且您的数控机床如果你选择了合适的电机，它就会顺利运行。

数控机床中使用的步进电机类型

数控机器使用各种步进电机类型，每种电机都有适合特定用途的特殊特性。单极、双极和混合式步进电机是 3 种最流行的类型。选择适合您的步进电机更容易数控应用当你意识到它们的区别时。

单极步进电机

单极电机的接线结构更简单，每个线圈上都有一个中心抽头，因此易于控制。它们使用的电子元件更少，从而降低了成本。然而，与其他类型的步进电机相比，它们产生的扭矩较小。这些电机非常适合低功率数控应用，例如激光雕刻或轻型 3D 打印。

双极步进电机

双极步进电机通过充分利用每个线圈的绕组来提供更高的扭矩。它们需要更复杂的接线和控制系统，但输送电力的效率更高。双极电机非常适合需要更大力量的任务，例如铣削、钻孔或金属雕刻。它们是需要可靠和精确运动的中档数控机器的热门选择。

混合式步进电机

混合式步进电机结合了双极和单极设计的优点，可产生出色的扭矩和精度。由于它们在困难任务中表现出色，因此成为数控机器最常用的替代品。混合式电机用于需要精度的应用，例如精密铣削、 3D 雕刻和高速切割。由于其适应性和无缝操作，这些电机是专业人士和业余爱好者的最佳选择。

如何为数控机床选择步进电机？

为您的数控机器选择合适的步进电机可确保平稳、精确的性能。步进电机提供所需的扭矩，以准确移动零件。根据机器的扭矩要求选择正确的电机有助于避免后续问题。请按照以下步骤做出正确选择。

步骤1：步进电机扭矩的选择

步进电机的保持力矩与传统电机所谓的“功率”差不多，当然也有本质的区别，步进电机的物理结构与交流、直流电机完全不同，电机的输出功率是可变的。

通常根据所需的扭矩（即被驱动物体的扭矩）来选择哪种类型的电机？

一般情况下，如果扭矩不超过0.8Nm，可以考虑20、28、35、39、42（电机体直径或方形，单位：mm）等规格；如果扭矩在1Nm左右，可以优先选用57型电机；当扭矩在几Nm甚至更高时，可以选用86、110、130等规格的步进电机。

第 2 步：步进电机速度的选择

除了上述参数外，还应确定电机速度要求。这是因为随着速度的增加，电机的输出扭矩会下降。因此，低速（每分钟几百转或以下）允许更多的扭矩输出，而高速（1000 rpm 至 9000 rpm）不允许大量的扭矩输出。当然，一些应用需要电机的高速度阈值，因此还需要检查步进电机的其他参数，例如线圈电阻和电感。

要衡量。选择电感量稍小的电机，作为高速电机，可以获得较大的输出扭矩。反之，当需要低速大扭矩时，最好选择十几或几十mH的电感量和较大的电阻。

步骤3：空载启动频率的选择

步进电机的空载启动频率通常称为“空载启动频率”，这是选择电机的一个重要指标，如果要求瞬间频繁启动、停止，转速在1000转左右（或更高），通常需要“加速启动”。

如果需要直接启动实现高速运转，最好选择反应式或永磁式电机，这类电机的“空转频率”比较高。

步骤 4：阶段编号选择

步进电机相数的选择，这个内容，很多客户很少关注，大部分都是随便买的。不同相数的电机，工作效果是不一样的。相数越多，可以做出的步距角越小，工作时的震动也相对小一些。

更小。在大多数场合，2相电机使用较多。在高转速、大扭矩的工作环境中，选择3相步进电机更为实用。

步骤 5：使用环境进行选择

根据步进电机的使用环境来选择专用的步进电机，可以防水防油，可以用于一些特殊的场合，比如水下机器人就需要水上电机，对于专用的电机，需要有针对性的选择。

步骤 6：特殊规格（如需要）

对于特殊规格的步进电机，请与我们沟通，在技术允许的范围内加工订货。例如输出轴的直径、长度、延伸方向等。

第七步：如有必要最好与厂家技术工程师进一步沟通确认型号

如果有必要的话，最好和生产厂家的技术工程师进一步沟通，确认您要选择的步进电机是否能满足您要求的各项指标。

为您的数控机床做出正确选择的技巧

选择合适的步进电机会对其寿命、精度和性能产生重大影响。以下是选择前需要考虑的重要事项列表。

• 确定扭矩要求： 了解机器需要多大的力才能平稳移动。选择具有足够保持扭矩的电机，以防止打滑或失步。

• 匹配电机尺寸以满足您的应用： 对于雕刻等轻型任务，请使用较小的电机（例如 NEMA 17 或 NEMA 23）。对于重型任务，请使用较大的电机（例如 NEMA 8 或 NEMA 34）。

• 平衡速度和精度： 根据任务的优先级（速度或精度）选择电机。对于雕刻或精细切割，精度比高速更重要。

• 确保与驱动程序和控制器的兼容性： 验证电机是否与驱动器的电压和电流额定值匹配。不匹配的组件可能会导致系统不稳定或故障。

• 考虑运行环境： 如果您的机器在多尘或高温区域运行，请选择具有防护功能的电机。有些电机的设计比其他电机更能承受恶劣条件。

• 未来扩展计划： 如果您计划升级机器，请提前考虑。现在选择具有额外容量的电机可以为您节省以后的更换费用。

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