怎樣看待步進(jìn)電機(jī)的發(fā)熱現(xiàn)象?
( 1) 電機(jī)的發(fā)熱原理：
我們通常見到的各類電機(jī)，內(nèi)部都是有鐵芯和繞組線圈的，通電時(shí)繞組中的電阻就會(huì)產(chǎn)生損耗，即銅損，如果電流不是標(biāo)準(zhǔn)的直流或正弦波，還會(huì)產(chǎn)生諧波損耗；另外，鐵心在交變磁場(chǎng)中還會(huì)產(chǎn)生磁滯渦流損耗，其大小與材料、電流、頻率、電壓有關(guān)，稱之為鐵損。銅損和鐵損都會(huì)以發(fā)熱的形式表現(xiàn)出來，從而影響電機(jī)的效率。
( 2) 步進(jìn)電機(jī)發(fā)熱的合理范圍：
步進(jìn)電機(jī)強(qiáng)調(diào)定位精度和力矩輸出，一般電流較大效率較低，電流交變頻率隨轉(zhuǎn)速而變化，諧波成分較高，因而步進(jìn)電機(jī)的發(fā)熱情況比一般交流電機(jī)嚴(yán)重。
電機(jī)的發(fā)熱允許程度主要取決于內(nèi)部絕緣等級(jí)，只要內(nèi)部不超過130度，電機(jī)一般不會(huì)損環(huán)，此時(shí)電機(jī)的表面溫度不會(huì)超過90度，步進(jìn)電機(jī)表面溫度在70-80度都屬于正常范圍。
（3）步進(jìn)電機(jī)發(fā)熱隨速度變化的情況：
采用恒流驅(qū)動(dòng)技術(shù)時(shí)，步進(jìn)電機(jī)在靜態(tài)和低速下，電流會(huì)維持恒定以保持恒力矩輸出。當(dāng)速度升高到一定程度時(shí)，隨著電機(jī)內(nèi)部反電勢(shì)升高，電流會(huì)逐步下降，力矩也隨之下降。因此，靜態(tài)和低速時(shí)一般發(fā)熱高，高速時(shí)發(fā)熱低。
（4）步進(jìn)電機(jī)發(fā)熱的負(fù)面影響：
步進(jìn)電機(jī)嚴(yán)重發(fā)熱會(huì)帶來一些負(fù)面影響，如電機(jī)內(nèi)部各部分熱膨脹系數(shù)不同導(dǎo)致結(jié)構(gòu)應(yīng)力的變化和內(nèi)部氣隙的微小變化，會(huì)影響到電機(jī)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，例如高速時(shí)容易出現(xiàn)失步；另外，步進(jìn)電機(jī)的過度發(fā)熱會(huì)對(duì)某些精密設(shè)備造成不良影響，例如醫(yī)療器械和高精度的測(cè)試設(shè)備等。因此必須對(duì)步進(jìn)電機(jī)的發(fā)熱進(jìn)行必要的控制。
（5）如何減少步進(jìn)電機(jī)的發(fā)熱：
減少發(fā)熱，就是減少銅損和鐵損，在選型時(shí)盡量選擇電阻小和額定電流小的步進(jìn)電機(jī)。對(duì)兩相步進(jìn)電機(jī)，能用串聯(lián)的電機(jī)就不用并聯(lián)電機(jī)，但這往往與對(duì)力矩和高速的要求相矛盾。對(duì)于已經(jīng)選定的步進(jìn)電機(jī)，則應(yīng)充分利用驅(qū)動(dòng)器的自動(dòng)半流控制功能和脫機(jī)功能，前者可在電機(jī)處于靜態(tài)時(shí)自動(dòng)減小電流，后者則干脆將電流切斷；另外，如果選擇能使電流波形接近正弦的細(xì)分驅(qū)動(dòng)器，由于諧波少，電機(jī)發(fā)熱也會(huì)較少。 減少鐵損的辦法不多，電壓等級(jí)與之有關(guān)，高壓驅(qū)動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)雖然會(huì)提升高速特性，卻會(huì)使電機(jī)發(fā)熱增加，所以選擇驅(qū)動(dòng)電壓等級(jí)時(shí)，須兼顧高速性、平穩(wěn)性、噪音和發(fā)熱等各項(xiàng)指標(biāo)。
|
