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步進電機發熱的原因及解決方法
發熱是步進電機的一個普遍現象,但怎樣的發熱程度才算正常,以及如何盡量減小步進電機發熱呢?以下是簡單的分析。
1、步進電機發熱的原因
1.步進電機為什么會發熱對于各種步進電機而言,內部都是由鐵芯和繞組線圈組成的。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比一般交流電機嚴重。
2.步進電機發熱的合理范圍電機發熱允許到什么程度,主要取決于電機內部絕緣等級。內部絕緣性能在高溫下(130度只要內部不超過130度,電機便不會損壞,而表面溫度會在90度以下,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,大約是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恒定,以保持恒力矩輸出。速度高到程度,電機內部反電勢升高,電流將逐步下降,力矩也會下降。,因銅損帶來的發熱相關了。靜態和低速時卻不盡然,而電機整個的發熱是二者之和,上述只是一般情況了。
2、步進電機的發熱問題的解決方法
1.減少電機的發熱減少發熱, 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,能用串聯電機的就不用并聯電機,但是這往往與力矩和高速的要求相抵觸。
2.對于已經選定的電機,則應充分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。
3.另外,細分驅動器電流波形接近正弦,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。
4.應當選擇合適的驅動電壓等級,兼顧高帶性、平穩性和發熱、噪音等指標。