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闭环步进电机发热现象如何判断
编辑:杭州时代自动化有限公司   时间:2019-03-13

“我的电机发热,是正常的吗?”“电机发热有点严重,是不是坏了?”时代售后工程师有时候会接到客户的咨询,询问步进电机发热的相关问题。步进电机作为一种数字式执行元件,在运行中发热是在正常现象,那么怎么样程度的发热是正常现象,可以减少发热吗?此篇 ,我们详解步进电机发热二三事。


为什么说步进电机发热是正常现象


对于各种步进电机而言,步进电机内部都是由铁芯和绕组线圈组成的。绕组有电阻,通电会产生损耗,损耗大小与电阻和电流的平方成正比,这就是我们常说的铜损,如果电流不是标准的直流或正弦波,还会产生谐波损耗;铁心有磁滞涡流效应,在交变磁场中也会产生损耗,其大小与材料,电流,频率,电压有关,这叫铁损。铜损和铁损都会以发热的形式表现出来,从而影响电机的效率。步进电机一般追求定位精度和力矩输出,效率比较低,电流一般比较大,且谐波成分高,电流交变的频率也随转速而变化,因而步进电机普遍存在发热情况,且情况比一般交流电机严重。


电机发热允许到什么程度?


电机发热的正常程度主要取决于电机内部绝缘等级。内部绝缘性能在高温下(130度以上)才会被破坏。所以只要内部不超过130度,电机便不会损坏,而这时表面温度会在90度以下。所以,步进电机表面温度在70-80度都是正常的。简单的温度测量方法有用点温计的,也可以粗略判断:用手可以触摸1-2秒以上,不超过60度;用手只能碰一下,大约在70-80度;滴几滴水迅速气化,则90度以上了;当然也可以用测温枪来检测。


一些医疗器械和高精度的测试设备等,需要对机械的发热严格控制,那么如何控制步进电机的发热呢?


减少发热,就是减少铜损和铁损。减少铜损有两个方向,减少电阻和电流,这就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,能用串联的电机就不用并联电机。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,则应充分利用驱动器的自动半流控制功能和脱机功能,前者在步进电机处于静态时自动减少电流,后者干脆将电流切断。另外,细分驱动器由于电流波形接近正弦,谐波少,步进电机发热也会较少。减少铁损的办法不多,电压等级与之有关,高压驱动的步进电机虽然会带来高速特性的提升,但也带来发热的增加。所以应当选择合适的步进电机驱动电压等级,兼顾高速性,平稳性和发热,噪音等指标。


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