毕设过程小记—直流减速步进电机选型计算

  。在查阅有关的资料后，我对于电机大概怎么个选型计算也有了些许认识（以前选电机都是问商家某款电机能否带动xxkg的小车...），此文便将的。（看过我工训系列文章的小伙伴，也能够准确的通过此文的计算过程，选择比较适合的电机）

  小车车的总质量M、小车的最大移动速度v、车轮的半径R、车轮滚动阻力系数μ、物理运动效率η。

  有了前面的已知条件，我们就能直接套用公式计算小车受到的摩擦阻力、电机所需转矩、电机所需功率咯。

  根据我们上一步确定的三个重要参数，我们就能够直接进行具体电机的选型啦。这里我们先直接参考下面的电机参数表格，进行具体电机的选型示范。

  减速比90:1 100:1 30w和40w电机、减速比75:1的40w电机。这几款电机都能同时满足转矩、转速、功率要求，选哪一款都可以。

  应部分网友找不到有参数表格的电机，我这里添加一点直流减速电机的tb链接。只有多搜几个类似的电机，tb的搜索算法才会推送你想要的商品链接。 不然搜直流减速电机，可能推一堆工业用的大型电机。

  3）根据参数表选型：去淘宝找电机参数表（步进电机转速一般在1000rpm以下，参数表中无转速，控制脉冲频率越高，其转速越快）

  根据上述三步骤，基本上就能够解决直流减速电机or步进电机的选型问题。实际选型过程实际上也是设计过程，已知条件都要自己确定，故我对上述三个步骤进行一些必要的补充说明。

  在进行移动小车的设计时，已知条件往往只有载重、整体尺寸限制，车轮大小等都是要求我们自己确定的。而已知条件确定的过程也很简单(当然，供电电压&控制需求这里没有谈及，后续文章会提及)：

  这里考虑的传动效率通常为电机输出轴与联轴器、轴承座、齿轮啮合传动、带传动、链传动等等之间的效率损失。查标准的手册，大多数都是0.96、0.97、0.98什么的，如果要求不高，自己看着随便取一个就行。

  然而，TB商品详情找到的电机参数列表中，可能的单位有Nm、Kg.m、kgf.cm、gf.cm、Kg.cm、g.cm等等，只关注数值大小可不行！

  kg是质量的单位，kgf是力的单位。1kgf 即1千克力，指的是1千克的物体所受的重力。千克力的符号为：kgf、kg、kp。有1 Nm = 0.98 Kgf.m。

  综上，我们大家可以得到三个主要单位：gf.cm、kgf.cm、Nm，其换算关系可以借鉴下图。

  最近接了一个知友的付费咨询，询问了有关于步进电机的选型计算过程。步进电机的选型与前面的直流减速电机稍有不同，步进电机是脉冲控制的，其控制线步进电机）；而直流减速电机一般只有两根电源线（一正一负），给点就开始转动。步进电机选型主要考虑两个参数：

  步进电机常见型号有28/42/57/86等，数字大小代表着步进电机尺寸的大小，比如42步进电机，其垂直输出轴的截面尺寸即为42*42mm。同时，步进电机的功率，无需考虑太多，直接通过选则前述不相同的型号的步进电机即可。我们在TB上搜索步进电机，其产品详情里面的参数表中，主要的参数有“转矩、转速、输出轴径”等，一般都没有功率字样。

  步距角，也就是给步进电机一个脉冲时，步进电机的输出轴转过的角度，一般为1.8°。即，控制器给步进电机发送一个脉冲，步进电机的输出轴将转动1.8°，而要让步进电机转一圈，就需发送 360/1.8=200个脉冲。当然，如果选用的步进电机是用于驱动小车车轮旋转子类，就没必要考虑步距角这个参数啦。此外，就算选用的步进电机步距角为1.8°，也能借助步进电机驱动器，将步距角进行8、16、32等细分，实现更精细的控制。

  相较于步距角的选择，步进电机转矩的计算更重要。而前面的文章的主要内容中，电机转矩的计算只考虑了摩擦力矩，并未考虑惯性力距。为此，这里做出适当的内容补充。

  前面进行的转矩计算，先计算了小车车轮的摩擦力，然后再套用力矩公式计算电机所需的转矩。该种计算方式忽略了车轮的惯性力距对电机的阻碍影响。当电机转动时，他是带着轮子转动的，而轮子本身是有一定的质量的。当电机加速或减速时，轮子的质量会对电机产生一个惯性力，这个惯性力会对电机输出轴产生一个惯性力矩。

  所以，想要更加准确的进行电机转矩的计算，可以将惯性力距的计算考虑进去。我这里偷个懒，直接甩图，能够准确的通过图中公式进行计算。