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關于步進電機的發熱

  步進電機發熱是否屬于正常現象,一般溫度範圍是多少?

  1、電機發熱的原理:

  我們通常見到的各類電機,內部都是有鐵芯和繞組線圈的。繞組有電阻,通電會産生損耗,損耗大小與電阻和電流的平方成正比,這***是我們常說的銅損,假如電流不是標准的直流或正弦波,還會産生諧波損耗;鐵心有磁滯渦流效應,在交變磁場中也會産生損耗,其大小與材料,電流,頻率,電壓有關,這叫鐵損。銅損和鐵損都會以發熱的形式表現出來,從而影響電機的效率。步進電機一般追求定位精度和力矩輸出,效率比較低,電流一般比較大,且諧波成分高,電流交變的頻率也隨轉速而變化,因而步進電機遍及存在發熱情況,且情況比一般交流電機嚴重。

  2、步進電機發熱的合理範圍:

  電機發熱允許到什麽程度,主要取決于電機內部絕緣等級。內部絕緣性能在高溫下(130度以上)才會被破壞。所以只要內部不超過130度,電機不會損環,而這時表面溫度會在90度以下。所以,步進電機表面溫度在70-80度都是正常的。簡單的溫度測量方法有用點溫計的,也可以粗略判斷:用手可以觸摸1-2秒以上,不超過60度;用手只能碰一下,大約在70-80度;滴幾滴水迅速氣化,則90度以上了。

  3、步進電機發熱隨速度變化的情況:

  采用恒流驅動技術時,步進電機在靜態和低速下,電流會維持恒定,以保持恒力矩輸出。速度高到必然程度,電機內部反電勢升高,電流將逐步下降,力矩也會下降。因此,因銅損帶來的發熱情況***與速度相關了。靜態和低速時一般發熱高,高速時發熱低。但是鐵損(雖然占的比例較小)變化的情況卻不盡然,而電機整個的發熱是二者之和,所以上述只是一般情況。

  4、發熱帶來的影響:

  電機發熱雖然一般不會影響電機的壽命,對大多數客戶沒必要理會。但是嚴重時會帶來一些負面影響。如電機內部各部门熱膨脹系數不同導致結構應力的變化和內部氣隙的微小變化,會影響電機的動態響應,高速會轻易失步。又如有些場合不允許電機的過度發熱,如醫療器械和高精度的測試設備等。因此對電機的發熱應當進行必要的控制。

  5、如何減少電機的發熱:

  减少发热,***是减少铜损和铁损。 减少铜损有两个标的目的,减少电阻和电流,这***要求在选型时尽量选择电阻小和额定电流小的电机,对两相电机,能用串联的电机***不用并联电机。但是这往往与力矩和高速的要求相抵触。对于已经选定的电机,则应充实操作驱动器的主动半流控制功能和脱机功能,前者在电机处于静态时主动减少电流,后者干脆将电流切断。别的,细分驱动器由于电流波形接近正弦,谐波少,电机发热也会较少。 减少铁损的办法不多,电压等级与之有关,高压驱动的电机虽然会带来高速特性的提升,但也带来发热的增加。所以应被选择合适的驱动电压等级,兼顾高速性,平稳性和发热,噪音等指标。