技术步进电机基础：关于步进电机选型原则

导语

步进电机的型号由其三大要素构成：保持力矩、转速以及步距角。一旦这三大要素得以明确，步进电机的型号便得以确定。接下来让我们逐一这三大要素的选择方法。

一、保持力矩的选择

步进电机的动态力矩往往难以即时确定，因此我们常常根据电机的负载来确定其保持力矩（或称为静力矩）。如果扭力在0.8N.m以下，我们会选择机身直径为20MM、28MM、35MM、39MM或42MM的电机。如果扭力达到1N.m左右，选择57电机更为合适。当扭力达到几个N.m或更大时，我们将选择更大规格的步进电机，如86、110、130等。保持力矩一经选定，电机的机座和长度便会随之确定，形成特定的几何尺寸。

二、转速的选择

步进电机的输出转矩与转速成反比，也就是说，步进电机在低速状态下输出转矩较大，而在高速旋转（超过1000rpm）时的转矩则相对较小。若某些工作场景需要高速电机，我们就需要关注步进电机的线圈电阻、电感等指标。为了在高转速下获得较大的输出转矩，我们可以选择电感稍小一些的电机。相反，若需要低速大力矩，则应选择电感较大（十几或几十mH），电阻也稍大一些的电机。

三、步距角的选择

电机的步距角取决于负载精度的要求。我们需要将负载的最小分辨率（当量）换算到电机轴上，确定每个当量电机应走多少度（包括减速），然后选择步距角等于或小于此角度的电机。目前市场上的步进电机步距角常见的有0.36度/0.72度（五相电机）、0.9度/1.8度（二、四相电机）以及0.6度/1.2度（三相电机）等。不同相数的电机，其工作效果亦有所不同。相数越多，步距角就能够做得更小，工作时的振动也相对较小。大部分情况下，我们使用的是两相电机。但在需要高速大力矩的工作环境中，选择三相步进电机将更为实用。

综上，步进电机的选型需综合考虑保持力矩、转速及步距角三大要素，只有全面理解并恰当应用这些要素，才能选出最适合的步进电机，满足设备的工作需求和性能要求。