如何计算步进电机扭矩

步进电机因其价格低廉，坚固耐用，简单，在启动时和低速时具有高扭矩，几乎不需要维护而可以在开环控制系统中运行，因此仍然很受欢迎，那么步进电机保持扭矩是什么，如何计算步进电机扭矩，文章做相关介绍。

该图显示了57系列集成式步进电机各种电机机身长度的速度-扭矩曲线，电机机身长度越长可输出的扭矩越大，57系列步进电机机身长度一般不会超过112mm。谱思一体化步进电机，将步进电机的驱动与控制器集成于一体机，最大256细分，可轻松实现步进电机的高精度定位等控制，并且可设置停止时电机保持扭矩大小。保持转矩是将固定式步进电机轴推到位所需的旋转力的量度。保持转矩（T）是电动机的转矩常数（KT）与施加到定子绕组的电流（i）的乘积。

T = KTi

在大多数应用中，步进电机驱动器控制步进电机，采用脉冲宽度调制（PWM）技术来监视定子电流并施加适当的电压以达到所需的电流和扭矩，当电动机静止时，驱动器仅需要使用足够的电压来克服定子线圈的电阻（也称为电动机相）。欧姆定律对此进行了描述，该定律将电压计算为电流（以安培为单位）乘以电阻（以欧姆为单位）。如果电压增加，电流也会增加，但是如果电阻增加，电流会减少。

V = iR

由于大多数高性能步进电机的相电阻都很低，因此驱动器不需要太高电源电压即可实现步进电机的精确定位。在实际应用中，电机不会永远保持静止状态，而是用于带动负载以特定速度运动，需要步进电机以该速度提供动态扭矩。步进电机不会从静止状态立即跳变为目标速度，它们必须加速，就像驾驶员踩油门踏板时逐渐提高速度一样，为了使车辆更快地加速，需要更多的汽油，遵循著名的牛顿定律F = ma。集成式总线步进电机将步进电机S型加减速算法集成到驱动控制器内，通过设置加减速档位可实现间步进电机的加减速控制。以下是用旋转术语表示的牛顿定律的公式，其中转矩（T）与转子负载惯量（J）和角加速度（A）成正比：

T = JA

如果需求扭矩为1.75N.m，需求转速450rpm，则电机应选择PMC007C6SE 57-76这款型号，如上图所示。步进电动机的动扭矩随着速度的增加而减小，因为当电动机开始运动时，它就变成了发电机。当转子的磁场在定子线圈之间移动时，电机端子上会出现电压。驱动器必须向电动机施加额外的电压以克服该电压，称为反电动势。反向电动势是电动机速度（w）和电压常数（KE）的乘积，同样，定子线圈与所有线圈一样，具有抵抗电流变化的电感，当定子电流变化以保持转子转动时，必须使用更多的电压来克服电感（L）。运动中的电动机的电压方程为：

V =KEώ+ iR + L（di / dt）

PWM驱动器将增加施加到电动机的电压，以保持电流和转矩恒定。在某种速度下，电源将没有足够的电压，并且电动机电流将开始下降。转矩随电流下降。如果使用更高电压的电源，则动态转矩在较高速度下仍保持平坦。PMC007C6SP2驱动器支持12-48V宽范围电压供电，能保证步进电机在运行时扭矩输出更为平稳。

以上为步进电机扭矩计算及相关介绍。