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步进電(diàn)机发热发烫不转原因分(fēn)析

文(wén)章出处:汉德保(HDB MOTOR)電(diàn)机 人气:3127发表时间:2022-04-29

步进電(diàn)机发热发烫不转原因分(fēn)析,步进電(diàn)机启动后会有(yǒu)一个抑制转动作用(yòng)的工作電(diàn)流,就像是電(diàn)梯悬停在半空中的状态。就是这个電(diàn)流,会引起電(diàn)机发热,这个是正常现象。

步进電(diàn)机最有(yǒu)意义的一个优点就是在开环系统里可(kě)以实现精确的控制。开环控制意味着不需要关于(转子)位置方面的反馈信息。这种控制避免了使用(yòng)昂贵的传感器以及象光學(xué)编码器这样的反馈设备,因為(wèi)只需要跟踪输入的步进脉冲就可(kě)以知道(转子)的位置。最近部分(fēn)客户向我们山(shān)社電(diàn)机工程师反映步进電(diàn)机也容易出现发热的问题,那么遇到这种情况该怎么解决呢(ne)?

1、减少步进電(diàn)机发热,减少发热就是减少铜损和铁损。减少铜损有(yǒu)两个方向,减少電(diàn)阴和電(diàn)流,这就要求在选型时尽量选择電(diàn)阻小(xiǎo)和额定電(diàn)流小(xiǎo)的電(diàn)机,对两相步进電(diàn)机,能(néng)用(yòng)串联的電(diàn)机就不用(yòng)并联電(diàn)机,但是这往往与力矩和高速的要求相抵触。

2、对于已经选定的電(diàn)机,则应充分(fēn)利用(yòng)驱动器的自动半流控制功能(néng)和脱机功能(néng),前者在電(diàn)机处于静态时自动减少電(diàn)流,后者干脆将電(diàn)流切断。

3、另外,细分(fēn)步进電(diàn)机驱动器由于電(diàn)流波形接近正弦,谐波少,電(diàn)机发热也会较少。减少铁损的办法不多(duō),電(diàn)压等级与之有(yǒu)关,高压驱动電(diàn)机虽然会带来高速特性的提升,但也带来发热的增加。

4、应当选择合适的驱动電(diàn)机電(diàn)压等级,兼顾高带性、平稳性和发热、噪音等指标。

步进電(diàn)机发热虽然一般不会影响電(diàn)机的寿命,对大多(duō)数客户没必要理(lǐ)会。但是严重时会带来一些负面影响。如步进電(diàn)机内部各部分(fēn)热膨胀系数不同导致结构应力的变化和内部气隙的微小(xiǎo)变化,会影响步进電(diàn)机的动态响应,高速会容易失步。又(yòu)如有(yǒu)些场合不允许步进電(diàn)机的过度发热,如医疗器械和高精度的测试设备等。因此对步进電(diàn)机的发热应当进行必要的控制。 電(diàn)机发热的原因有(yǒu)这几个方面:

1、驱动器所设的電(diàn)流比電(diàn)机的额定電(diàn)流大

2、電(diàn)机的转速过快

3、電(diàn)机本身的惯量和定位转矩大,所以即使是中速运转也会发热,但不影响電(diàn)机的寿命。電(diàn)机的退磁点在130-200℃,所以電(diàn)机在70-90℃属于正常现象,只要小(xiǎo)于130℃就一般没有(yǒu)什么问题,如果真的感觉过热,就把驱动器的電(diàn)流设成電(diàn)机额定電(diàn)流的70%左右或者電(diàn)机的转速降低一些。

步进電(diàn)机作為(wèi)一种数字式执行元件,在运动控制系统中已经得到了广泛的应用(yòng)。许多(duō)用(yòng)户朋友在使用(yòng)步进電(diàn)机的时候,感觉電(diàn)机工作时有(yǒu)较大的发热,心存疑虑,不知这种现象是否正常。实际上发热是步进電(diàn)机的一个普遍现象,但怎样的发热程度才算正常,以及如何尽量减小(xiǎo)步进電(diàn)机发热呢(ne)?

以下我们為(wèi)大家做一些简单的分(fēn),希望可(kě)以在实际的工作中得到切实的应用(yòng):

1、電(diàn)机发热的原理(lǐ):

我们通常见到的各类電(diàn)机,内部都是有(yǒu)铁芯和绕组線(xiàn)圈的。绕组有(yǒu)電(diàn)阻,通電(diàn)会产生损耗,损耗大小(xiǎo)与電(diàn)阻和電(diàn)流的平方成正比,这就是我们常说的铜损,如果電(diàn)流不是标准的直流或正弦波,还会产生谐波损耗;铁心有(yǒu)磁滞涡流效应,在交变磁场中也会产生损耗,其大小(xiǎo)与材料,電(diàn)流,频率,電(diàn)压有(yǒu)关,这叫铁损。铜损和铁损都会以发热的形式表现出来,从而影响電(diàn)机的效率。步进電(diàn)机一般追求定位精度和力矩输出,效率比较低,電(diàn)流一般比较大,且谐波成分(fēn)高,電(diàn)流交变的频率也随转速而变化,因而步进電(diàn)机普遍存在发热情况,且情况比一般交流電(diàn)机严重。

2、步进電(diàn)机发热的合理(lǐ)范围:

電(diàn)机发热允许到什么程度,主要取决于電(diàn)机内部绝缘等级。内部绝缘性能(néng)在高温下(130度以上)才会被破坏。所以只要内部不超过130度,電(diàn)机不会损环,而这时表面温度会在90度以下。所以,步进電(diàn)机表面温度在70-80度都是正常的。简单的温度测量方法有(yǒu)用(yòng)点温计的,也可(kě)以粗略判断:用(yòng)手可(kě)以触摸1-2秒(miǎo)以上,不超过60度;用(yòng)手只能(néng)碰一下,大约在70-80度;滴几滴水迅速气化,则90度以上了。

3、步进電(diàn)机发热随速度变化的情况:

采用(yòng)恒流驱动技术时,步进電(diàn)机在静态和低速下,電(diàn)流会维持恒定,以保持恒力矩输出。速度高到一定程度,電(diàn)机内部反電(diàn)势升高,電(diàn)流将逐步下降,力矩也会下降。因此,因铜损带来的发热情况就与速度相关了。静态和低速时一般发热高,高速时发热低。但是铁损(虽然占的比例较小(xiǎo))变化的情况却不尽然,而電(diàn)机整个的发热是二者之和,所以上述只是一般情况。

4、发热带来的影响:

電(diàn)机发热虽然一般不会影响電(diàn)机的寿命,对大多(duō)数客户没必要理(lǐ)会。但是严重时会带来一些负面影响。如電(diàn)机内部各部分(fēn)热膨胀系数不同导致结构应力的变化和内部气隙的微小(xiǎo)变化,会影响電(diàn)机的动态响应,高速会容易失步。又(yòu)如有(yǒu)些场合不允许電(diàn)机的过度发热,如医疗器械和高精度的测试设备等。因此对電(diàn)机的发热应当进行必要的控制。

5、如何减少電(diàn)机的发热:

减少发热,就是减少铜损和铁损。 减少铜损有(yǒu)两个方向,减少電(diàn)阻和電(diàn)流,这就要求在选型时尽量选择電(diàn)阻小(xiǎo)和额定電(diàn)流小(xiǎo)的電(diàn)机,对两相電(diàn)机,能(néng)用(yòng)串联的電(diàn)机就不用(yòng)并联電(diàn)机。但是这往往与力矩和高速的要求相抵触。对于已经选定的電(diàn)机,则应充分(fēn)利用(yòng)驱动器的自动半流控制功能(néng)和脱机功能(néng),前者在電(diàn)机处于静态时自动减少電(diàn)流,后者干脆将電(diàn)流切断。另外,细分(fēn)驱动器由于電(diàn)流波形接近正弦,谐波少,電(diàn)机发热也会较少。 减少铁损的办法不多(duō),電(diàn)压等级与之有(yǒu)关,高压驱动的電(diàn)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驱动電(diàn)压等级,兼顾高速性,平稳性和发热,噪音等指标。

对于各种步进電(diàn)机而言,内部都是由铁芯和绕组線(xiàn)圈组成的。绕组有(yǒu)電(diàn)阻,通電(diàn)会产生损耗,损耗大小(xiǎo)与電(diàn)阻和電(diàn)流的平方成正比,这就是我们常说的铜陨,如果電(diàn)流不是标准的直流或正弦波,还会产生谐波损耗;铁心有(yǒu)磁滞涡流效应,在交变磁场中也会产生损耗,其大小(xiǎo)与材料、電(diàn)流、频率、電(diàn)压有(yǒu)关,这叫铁损。铜损和铁损都会以发热的形式表现出来,从而影响電(diàn)机的效率。步进電(diàn)机一般追求定位精度和力矩输出,效率比较低,電(diàn)流一般比较大,且谐波成分(fēn)高,電(diàn)流交变的频率也随转速而变化,因而步进電(diàn)机普遍存在发热情况,且情况比一般交流電(diàn)机严重。

 

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