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2). 提供足够大的保持转矩和定位转矩,实现挂锤架的自锁。
3). 满足落锤高度定位精度要求,步进电机要有足够小的步距角;
4). 启动频率和运行频率满足快速性要求,不能出现“丢步”和振荡现象;
二、步进电机工作转矩 的估算
负载较小的情况下,步进电机的负载转矩 主要为滚珠丝杠和螺旋副之间的摩擦力矩 ,步进电机工作转矩 必须克服其负载转矩 ,即 。
滚珠丝杠和螺旋副之间的摩擦力矩 的计算:
其摩擦力矩 包括轴向载荷作用下的摩擦力矩 和附加摩擦力矩 。在挂锤架上升和下降过程中,滚珠丝杠和螺旋副之间的摩擦力矩 不同,应分别进行计算。[5][6]由于负载较小,经分析,假设正反传动效率 ,此时上升和下降过程摩擦力矩 相同,简化计算的结果并不影响步进电机的选型。
轴向载荷作用下的摩擦力矩 的计算公式为
式中: 为轴向工作载荷,包括挂锤架、落锤和连接件重量之和, ; 为丝杠的公称直径, ; 为丝杠螺距, ; 为滚珠丝毫的螺纹升角; 为当量摩擦角。
则轴向载荷作用下的摩擦力矩 为
附加摩擦力矩 的计算公式为:
由于传动效率 ,则附加摩擦力矩 为
所以,滚珠丝杠和螺旋副之间的摩擦力矩 为
综上所述,步进电机工作转矩 的估算值应为0.159 ,步进电机的工作转矩 应大于0.159
三、步进电机保持转矩 的估算
由于滚珠丝杠具有传动的可逆性,在提锤子系统中,需利用步进电机的保持转矩 (通电时)和定位转距 (不通电时)实现落锤的高度自锁。
步进电机的定位转矩,指的是步进电机不通电时,定子锁住转子的力矩,一般只有保持转矩的5%以下。所以,应考虑只靠定位转矩 实现高度自锁的情况。步进电机的定位转矩 应大于挂锤架自重产生的滚珠丝杠逆转力矩 (同样假设 )
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