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          步進電機的發熱原理

          瀏覽次數:127       日期:2018-05-12
                 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,通電會產生損耗,損耗大小與電阻和電流的平方成正比,這就是我們常說的銅損,如果電流不是標準的直流或正弦波,還會產生諧波損耗;鐵心有磁滯渦流效應,在交變磁場中也會產生損耗,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,因而步進電機普遍存在發熱情況,且情況比一般交流電機嚴重。
                 那么步進電機的合理發熱范圍是多少呢,經過我們的深入研究,發現電機的內部溫度在130℃以內而外部溫度90℃以內都是正常的,此時電機不會損壞。所以,步進電機表面溫度在70~80℃都是正常的。此時我們可以用點溫計來測量溫度,也可以用手指觸摸判斷大概的溫度,一般來講,手指能停留1~2秒,則60度以下,用手只能碰一下,則70~80度,滴幾滴水迅速氣化,則90度以上了。
          步進電機
                 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。速度高到一定程度,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就與速度相關了。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。
                  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。如電機內部各部分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,高速會容易失步。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。
                  減少發熱,就是減少銅損和鐵損。 減少銅損有兩個方向,減少電阻和電流,這就要求在選型時盡量選擇電阻小和額定電流小的電機,對兩 相電機,能用串聯的電機就不用并聯電機。但是這往往與力矩和高速的要求相抵觸。對于已經選定的電機,則應充分利用驅動器的自動半流控制功能和脫機功能,前者在電機處于靜態時自動減少電流,后者干脆將電流切斷。另外,細分驅動器由于電流波形接近正弦,諧波少,電機發熱也會較少。 減少鐵損的辦法不多,電壓等級與之有關,高壓驅動的電機雖然會帶來高速特性的提升,但也帶來發熱的增加。所以應當選擇合適的驅動電壓等級,兼顧高速性,平穩性和發熱,噪音等指標。

          TAG標簽:步進電機的發熱原理

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