我們需要先了解步進電機的發(fā)熱原因,其實由電機的內(nèi)部構造我們能看出其的內(nèi)部是由鐵芯和繞組線圈組成的。繞組有電阻,通電會產(chǎn)生損耗,損耗大小與電阻和電流的平方成正比,這就是我們常說的銅損,如果電流不是標準的直流或正弦波,還會產(chǎn)生諧波損耗;鐵心有磁滯渦流效應,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,這叫鐵損。銅損和鐵損都會以發(fā)熱的形式表現(xiàn)出來,從而影響電機的效率。
步進電機一般追求定位精度和力矩輸出,效率比較低,電流一般比較大,且諧波成分高,電流交變的頻率也隨轉(zhuǎn)速而變化,因而步進電機普遍存在發(fā)熱情況,且情況比一般交流電機嚴重。再者,將步進電機發(fā)熱控制在合理范圍內(nèi)電機發(fā)熱允許到什么程度,主要取決于電機內(nèi)部絕緣等級。內(nèi)部絕緣性能在高溫下(130度以上)才會被破壞。所以只要內(nèi)部不超過130度,電機便不會損壞,而這時表面溫度會在90度以下。所以, 步進電機表面溫度在70-80度都是正常的。發(fā)熱一般不會影響電機的壽命,對大多數(shù)客戶來說沒必要理會。但是,嚴重的發(fā)熱會帶來一些不良影響。如電機內(nèi)部各部分熱膨脹系數(shù)不同導致結(jié)構應力的變化和內(nèi)部氣隙的微小變化,會影響電機的動態(tài)響應,高速會容易失步,還有一些場合是不允許電機過熱。
減少步進電機的發(fā)熱,就是減少銅損和鐵損。減少銅損有兩個方向,減少電阻和電流,這就要求在選型時盡量選擇電阻小和額定電流小的電機,但是這往往與力矩和高速的要求相抵觸。減少鐵損的辦法不多,電壓等級與之有關,高壓驅(qū)動的電機雖然會帶來高速特性的提升,但也帶來發(fā)熱的增加。所以應該綜合考慮的驅(qū)動電壓等級,兼顧高速性,平穩(wěn)性和發(fā)熱,噪音等指標。
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