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,還會產(chǎn)生諧波損耗;另外,鐵心在交變磁場中還會產(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,只要內(nèi)部不超過130度,電機(jī)一般不會損環(huán),此時(shí)電機(jī)的表面溫度不會超過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)動技術(shù)時(shí),步進(jìn)電機(jī)在靜態(tài)和低速下,電流會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)部反電勢升高,電流會逐步下降,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,會影響到電機(jī)的動態(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)熱會對某些精密設(shè)備造成不良影響,例如醫(yī)療器械和高精度的測試設(shè)備等。因此必須對步進(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),但這往往與對力矩和高速的要求相矛盾。對于已經(jīng)選定的步進(jìn)電機(jī),則應(yīng)充分利用驅(qū)動器的自動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)動器,由于諧波少,電機(jī)發(fā)熱也會較少。 減少鐵損的辦法不多,電壓等級與之有關(guān),高壓驅(qū)動的步進(jìn)電機(jī)雖然會提升高速特性,卻會使電機(jī)發(fā)熱增加,所以選擇驅(qū)動電壓等級時(shí),須兼顧高速性、平穩(wěn)性、噪音和發(fā)熱等各項(xiàng)指標(biāo)。
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