《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置:首頁(yè) > 嵌入式技術(shù) > 解決方案 > 步進(jìn)電機(jī)發(fā)熱發(fā)燙不轉(zhuǎn)原因分析

步進(jìn)電機(jī)發(fā)熱發(fā)燙不轉(zhuǎn)原因分析

2017-10-27

       步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)后會(huì)有一個(gè)抑制轉(zhuǎn)動(dòng)作用的工作電流,就像是電梯懸停在半空中的狀態(tài),。就是這個(gè)電流,,會(huì)引起電機(jī)發(fā)熱,這個(gè)是正?,F(xiàn)象,。

  1.原因一

  步進(jìn)電機(jī)最有意義的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是在開(kāi)環(huán)系統(tǒng)里可以實(shí)現(xiàn)精確的控制。開(kāi)環(huán)控制意味著不需要關(guān)于(轉(zhuǎn)子)位置方面的反饋信息,。這種控制避免了使用昂貴的傳感器以及象光學(xué)編碼器這樣的反饋設(shè)備,,因?yàn)橹恍枰欇斎氲?a class="innerlink" href="http://forexkbc.com/tags/步進(jìn)脈沖" title="步進(jìn)脈沖" target="_blank">步進(jìn)脈沖就可以知道(轉(zhuǎn)子)的位置,。最近部分客戶(hù)向我們山社電機(jī)工程師反映步進(jìn)電機(jī)也容易出現(xiàn)發(fā)熱的問(wèn)題,那么遇到這種情況該怎么解決呢?

  1,、減少步進(jìn)電機(jī)發(fā)熱,,減少發(fā)熱就是減少銅損和鐵損。減少銅損有兩個(gè)方向,,減少電陰和電流,,這就要求在選型時(shí)盡量選擇電阻小和額定電流小的電機(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),,但是這往往與力矩和高速的要求相抵觸。

  2,、對(duì)于已經(jīng)選定的電機(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,前者在電機(jī)處于靜態(tài)時(shí)自動(dòng)減少電流,,后者干脆將電流切斷。

  3,、另外,,細(xì)分步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器由于電流波形接近正弦,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)電機(jī)雖然會(huì)帶來(lái)高速特性的提升,,但也帶來(lái)發(fā)熱的增加。

  4,、應(yīng)當(dāng)選擇合適的驅(qū)動(dòng)電機(jī)電壓等級(jí),,兼顧高帶性、平穩(wěn)性和發(fā)熱,、噪音等指標(biāo),。

  2.原因二

  步進(jìn)電機(jī)發(fā)熱雖然一般不會(huì)影響電機(jī)的壽命,對(duì)大多數(shù)客戶(hù)沒(méi)必要理會(huì),。但是嚴(yán)重時(shí)會(huì)帶來(lái)一些負(fù)面影響,。如步進(jìn)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)影響步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)態(tài)響應(yīng),,高速會(huì)容易失步,。又如有些場(chǎng)合不允許步進(jìn)電機(jī)的過(guò)度發(fā)熱,如醫(yī)療器械和高精度的測(cè)試設(shè)備等,。因此對(duì)步進(jìn)電機(jī)的發(fā)熱應(yīng)當(dāng)進(jìn)行必要的控制,。 電機(jī)發(fā)熱的原因有這幾個(gè)方面:

  1,、驅(qū)動(dòng)器所設(shè)的電流比電機(jī)的額定電流大

  2、電機(jī)的轉(zhuǎn)速過(guò)快

  3,、電機(jī)本身的慣量和定位轉(zhuǎn)矩大,,所以即使是中速運(yùn)轉(zhuǎn)也會(huì)發(fā)熱,但不影響電機(jī)的壽命,。電機(jī)的退磁點(diǎn)在130-200℃,,所以電機(jī)在70-90℃屬于正常現(xiàn)象,,只要小于130℃就一般沒(méi)有什么問(wèn)題,,如果真的感覺(jué)過(guò)熱,就把驅(qū)動(dòng)器的電流設(shè)成電機(jī)額定電流的70%左右或者電機(jī)的轉(zhuǎn)速降低一些,。

  3.原因三

  步進(jìn)電機(jī)作為一種數(shù)字式執(zhí)行元件,,在運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。許多用戶(hù)朋友在使用步進(jìn)電機(jī)的時(shí)候,,感覺(jué)電機(jī)工作時(shí)有較大的發(fā)熱,,心存疑慮,不知這種現(xiàn)象是否正常,。實(shí)際上發(fā)熱是步進(jìn)電機(jī)的一個(gè)普遍現(xiàn)象,,但怎樣的發(fā)熱程度才算正常,以及如何盡量減小步進(jìn)電機(jī)發(fā)熱呢,?

  以下我們?yōu)榇蠹易鲆恍┖?jiǎn)單的分,,希望可以在實(shí)際的工作中得到切實(shí)的應(yīng)用:

  1、電機(jī)發(fā)熱的原理

  我們通常見(jiàn)到的各類(lèi)電機(jī),,內(nèi)部都是有鐵芯和繞組線(xiàn)圈的,。繞組有電阻,通電會(huì)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(shuō)的銅損,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,;鐵心有磁滯渦流效應(yīng),在交變磁場(chǎng)中也會(huì)產(chǎn)生損耗,,其大小與材料,,電流,頻率,,電壓有關(guān),,這叫鐵損。銅損和鐵損都會(huì)以發(fā)熱的形式表現(xiàn)出來(lái),,從而影響電機(jī)的效率,。步進(jìn)電機(jī)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(jìn)電機(jī)普遍存在發(fā)熱情況,,且情況比一般交流電機(jī)嚴(yán)重,。

       2、步進(jìn)電機(jī)發(fā)熱的合理范圍

  電機(jī)發(fā)熱允許到什么程度,,主要取決于電機(jī)內(nèi)部絕緣等級(jí),。內(nèi)部絕緣性能在高溫下(130度以上)才會(huì)被破壞。所以只要內(nèi)部不超過(guò)130度,,電機(jī)不會(huì)損環(huán),,而這時(shí)表面溫度會(huì)在90度以下。所以,,步進(jìn)電機(jī)表面溫度在70-80度都是正常的,。簡(jiǎn)單的溫度測(cè)量方法有用點(diǎn)溫計(jì)的,也可以粗略判斷:用手可以觸摸1-2秒以上,,不超過(guò)60度,;用手只能碰一下,大約在70-80度,;滴幾滴水迅速氣化,,則90度以上了,。

  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。速度高到一定程度,,電機(jī)內(nèi)部反電勢(shì)升高,,電流將逐步下降,力矩也會(huì)下降,。因此,,因銅損帶來(lái)的發(fā)熱情況就與速度相關(guān)了。靜態(tài)和低速時(shí)一般發(fā)熱高,,高速時(shí)發(fā)熱低,。但是鐵損(雖然占的比例較小)變化的情況卻不盡然,而電機(jī)整個(gè)的發(fā)熱是二者之和,,所以上述只是一般情況,。

  4,、發(fā)熱帶來(lái)的影響

  電機(jī)發(fā)熱雖然一般不會(huì)影響電機(jī)的壽命,對(duì)大多數(shù)客戶(hù)沒(méi)必要理會(huì),。但是嚴(yán)重時(shí)會(huì)帶來(lái)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)影響電機(jī)的動(dòng)態(tài)響應(yīng),,高速會(huì)容易失步,。又如有些場(chǎng)合不允許電機(jī)的過(guò)度發(fā)熱,如醫(yī)療器械和高精度的測(cè)試設(shè)備等,。因此對(duì)電機(jī)的發(fā)熱應(yīng)當(dāng)進(jìn)行必要的控制,。

  5、如何減少電機(jī)的發(fā)熱

  減少發(fā)熱,,就是減少銅損和鐵損,。 減少銅損有兩個(gè)方向,減少電阻和電流,,這就要求在選型時(shí)盡量選擇電阻小和額定電流小的電機(jī),,對(duì)兩相電機(jī),能用串聯(lián)的電機(jī)就不用并聯(lián)電機(jī),。但是這往往與力矩和高速的要求相抵觸,。對(duì)于已經(jīng)選定的電機(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,,前者在電機(jī)處于靜態(tài)時(shí)自動(dòng)減少電流,,后者干脆將電流切斷。另外,,細(xì)分驅(qū)動(dòng)器由于電流波形接近正弦,,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)的電機(jī)雖然會(huì)帶來(lái)高速特性的提升,,但也帶來(lái)發(fā)熱的增加,。所以應(yīng)當(dāng)選擇合適的驅(qū)動(dòng)電壓等級(jí),兼顧高速性,,平穩(wěn)性和發(fā)熱,,噪音等指標(biāo)。

  對(duì)于各種步進(jìn)電機(jī)而言,,內(nèi)部都是由鐵芯和繞組線(xiàn)圈組成的,。繞組有電阻,通電會(huì)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(shuō)的銅隕,,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,;鐵心有磁滯渦流效應(yīng),,在交變磁場(chǎng)中也會(huì)產(chǎn)生損耗,其大小與材料,、電流,、頻率、電壓有關(guān),,這叫鐵損,。銅損和鐵損都會(huì)以發(fā)熱的形式表現(xiàn)出來(lái),從而影響電機(jī)的效率,。步進(jìn)電機(jī)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(jìn)電機(jī)普遍存在發(fā)熱情況,,且情況比一般交流電機(jī)嚴(yán)重,。

本站內(nèi)容除特別聲明的原創(chuàng)文章之外,轉(zhuǎn)載內(nèi)容只為傳遞更多信息,,并不代表本網(wǎng)站贊同其觀點(diǎn),。轉(zhuǎn)載的所有的文章、圖片,、音/視頻文件等資料的版權(quán)歸版權(quán)所有權(quán)人所有,。本站采用的非本站原創(chuàng)文章及圖片等內(nèi)容無(wú)法一一聯(lián)系確認(rèn)版權(quán)者。如涉及作品內(nèi)容,、版權(quán)和其它問(wèn)題,,請(qǐng)及時(shí)通過(guò)電子郵件或電話(huà)通知我們,,以便迅速采取適當(dāng)措施,,避免給雙方造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。聯(lián)系電話(huà):010-82306118,;郵箱:[email protected],。