如何盡量減少步進(jìn)電機(jī)發(fā)熱現(xiàn)象?
發(fā)布時間:2022-11-03瀏覽次數(shù):26
一、要了解步進(jìn)電機(jī)為什么會發(fā)熱。
對于各種步進(jìn)電機(jī),內(nèi)部由鐵芯和繞組線圈組成。繞組電阻大,通電就會產(chǎn)生損耗,損耗與電阻和電流的平方成正比,也就是我們常說的銅損。如果電流不是標(biāo)準(zhǔn)的直流或正弦波,也會產(chǎn)生諧波損耗;鐵芯中存在磁滯渦流效應(yīng),在交變磁場中也會產(chǎn)生損耗。其大小與材料、電流、頻率、電壓有關(guān),稱為鐵損。銅損和鐵損會以熱量的形式表現(xiàn)出來,影響電機(jī)的效率。步進(jìn)電機(jī)一般追求定位精度和轉(zhuǎn)矩輸出,效率低,電流大,諧波成分高,電流的交變頻率也隨轉(zhuǎn)速變化。所以步進(jìn)電機(jī)一般都會發(fā)熱,情況比一般交流電機(jī)更嚴(yán)重。
二、步進(jìn)電機(jī)的發(fā)熱被控制在合理的范圍內(nèi)。
電機(jī)發(fā)熱的允許程度主要取決于電機(jī)的內(nèi)部絕緣等級。只有在高溫下(130度以上),內(nèi)部絕緣性能才會被破壞。所以只要內(nèi)部溫度不超過130度,電機(jī)就不會損壞,表面溫度在90度以下。所以步進(jìn)電機(jī)表面溫度在70-80度是正常的。簡單的測溫方法,用點(diǎn)溫度計大致可以判斷:可以用手觸摸1-2秒以上,但不能超過60度;只能用手摸,大概70-80度;幾滴水迅速蒸發(fā),溫度在90度以上;當(dāng)然也可以用測溫qiang檢測。
三、步進(jìn)電機(jī)發(fā)熱隨速度變化
采用恒流驅(qū)動技術(shù)時,步進(jìn)電機(jī)在靜止和低速時電流會保持相對恒定,從而保持恒定的轉(zhuǎn)矩輸出。當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定程度時,電機(jī)內(nèi)部反電動勢會增大,電流逐漸減小,轉(zhuǎn)矩也會減小。因此,銅損引起的發(fā)熱與速度有關(guān)。一般來說,靜態(tài)和低速時發(fā)熱高,高速時發(fā)熱低。但是鐵損的變化(雖然占的比例很小)并不總是這樣,電機(jī)整體發(fā)熱是兩者之和,所以以上只是一般情況。
四、發(fā)燒的影響
雖然電機(jī)發(fā)熱一般不會影響電機(jī)的壽命,但是大部分客戶沒必要去關(guān)注。但是,嚴(yán)重發(fā)燒會帶來一些負(fù)面影響。如果電機(jī)各部分的熱膨脹系數(shù)不同,結(jié)構(gòu)應(yīng)力會發(fā)生變化,內(nèi)部氣隙也會發(fā)生微小變化,影響電機(jī)的動態(tài)響應(yīng),在高速時容易失步。再比如有些場合不允許電機(jī)過熱,比如醫(yī)療器械、高精度測試設(shè)備等。因此,應(yīng)該控制電機(jī)的發(fā)熱。
五、降低電機(jī)發(fā)熱。
減少熱量就是減少銅損和鐵損。降低銅損有兩種方法,即降低電阻和電流。這就要求在選型時盡量選擇低電阻、低額定電流的電機(jī)。對于兩相電機(jī),當(dāng)可以使用串聯(lián)電機(jī)時,不需要并聯(lián)電機(jī)。但這往往與扭矩和高轉(zhuǎn)速的要求相沖突。對于所選電機(jī),應(yīng)充分利用驅(qū)動器的自動半流控制功能和離線功能。前者在電機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)時自動減小電流,后者則只是切斷電流。另外,由于細(xì)分驅(qū)動器的電流波形接近正弦,諧波少,電機(jī)發(fā)熱少。降低鐵損的方法不多,電壓高低與之有關(guān)。高壓驅(qū)動電機(jī)雖然會提高高速特性,但也會增加發(fā)熱量。所以要選擇合適的驅(qū)動電壓電平,要考慮到高速、穩(wěn)定、發(fā)熱、噪聲等指標(biāo)。
對于各種步進(jìn)電機(jī),內(nèi)部由鐵芯和繞組線圈組成。繞組電阻大,通電就會產(chǎn)生損耗,損耗與電阻和電流的平方成正比,也就是我們常說的銅損。如果電流不是標(biāo)準(zhǔn)的直流或正弦波,也會產(chǎn)生諧波損耗;鐵芯中存在磁滯渦流效應(yīng),在交變磁場中也會產(chǎn)生損耗。其大小與材料、電流、頻率、電壓有關(guān),稱為鐵損。銅損和鐵損會以熱量的形式表現(xiàn)出來,影響電機(jī)的效率。步進(jìn)電機(jī)一般追求定位精度和轉(zhuǎn)矩輸出,效率低,電流大,諧波成分高,電流的交變頻率也隨轉(zhuǎn)速變化。所以步進(jìn)電機(jī)一般都會發(fā)熱,情況比一般交流電機(jī)更嚴(yán)重。
二、步進(jìn)電機(jī)的發(fā)熱被控制在合理的范圍內(nèi)。
電機(jī)發(fā)熱的允許程度主要取決于電機(jī)的內(nèi)部絕緣等級。只有在高溫下(130度以上),內(nèi)部絕緣性能才會被破壞。所以只要內(nèi)部溫度不超過130度,電機(jī)就不會損壞,表面溫度在90度以下。所以步進(jìn)電機(jī)表面溫度在70-80度是正常的。簡單的測溫方法,用點(diǎn)溫度計大致可以判斷:可以用手觸摸1-2秒以上,但不能超過60度;只能用手摸,大概70-80度;幾滴水迅速蒸發(fā),溫度在90度以上;當(dāng)然也可以用測溫qiang檢測。
三、步進(jìn)電機(jī)發(fā)熱隨速度變化
采用恒流驅(qū)動技術(shù)時,步進(jìn)電機(jī)在靜止和低速時電流會保持相對恒定,從而保持恒定的轉(zhuǎn)矩輸出。當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定程度時,電機(jī)內(nèi)部反電動勢會增大,電流逐漸減小,轉(zhuǎn)矩也會減小。因此,銅損引起的發(fā)熱與速度有關(guān)。一般來說,靜態(tài)和低速時發(fā)熱高,高速時發(fā)熱低。但是鐵損的變化(雖然占的比例很小)并不總是這樣,電機(jī)整體發(fā)熱是兩者之和,所以以上只是一般情況。
四、發(fā)燒的影響
雖然電機(jī)發(fā)熱一般不會影響電機(jī)的壽命,但是大部分客戶沒必要去關(guān)注。但是,嚴(yán)重發(fā)燒會帶來一些負(fù)面影響。如果電機(jī)各部分的熱膨脹系數(shù)不同,結(jié)構(gòu)應(yīng)力會發(fā)生變化,內(nèi)部氣隙也會發(fā)生微小變化,影響電機(jī)的動態(tài)響應(yīng),在高速時容易失步。再比如有些場合不允許電機(jī)過熱,比如醫(yī)療器械、高精度測試設(shè)備等。因此,應(yīng)該控制電機(jī)的發(fā)熱。
五、降低電機(jī)發(fā)熱。
減少熱量就是減少銅損和鐵損。降低銅損有兩種方法,即降低電阻和電流。這就要求在選型時盡量選擇低電阻、低額定電流的電機(jī)。對于兩相電機(jī),當(dāng)可以使用串聯(lián)電機(jī)時,不需要并聯(lián)電機(jī)。但這往往與扭矩和高轉(zhuǎn)速的要求相沖突。對于所選電機(jī),應(yīng)充分利用驅(qū)動器的自動半流控制功能和離線功能。前者在電機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)時自動減小電流,后者則只是切斷電流。另外,由于細(xì)分驅(qū)動器的電流波形接近正弦,諧波少,電機(jī)發(fā)熱少。降低鐵損的方法不多,電壓高低與之有關(guān)。高壓驅(qū)動電機(jī)雖然會提高高速特性,但也會增加發(fā)熱量。所以要選擇合適的驅(qū)動電壓電平,要考慮到高速、穩(wěn)定、發(fā)熱、噪聲等指標(biāo)。