步進電機發(fā)熱是否屬于正?，F(xiàn)象,一般溫度范圍是多少?


 1、電機發(fā)熱的原理:


  我們通常見到的各類電機,內(nèi)部都是有鐵芯和繞組線圈的。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。


 2、步進電機發(fā)熱的合理范圍:


 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,電機不會損環(huán),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。簡單的溫度測量方法有用點溫計的,也可以粗略判斷:用手可以觸摸1-2秒以上,不超過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、步進電機發(fā)熱隨速度變化的情況:


 采用恒流驅(qū)動技術時,步進電機在靜態(tài)和低速下,電流會維持恒定,以保持恒力矩輸出。速度高到一定程度,電機內(nèi)部反電勢升高,電流將逐步下降,力矩也會下降。因此,因銅損帶來的發(fā)熱情況就與速度相關了。靜態(tài)和低速時一般發(fā)熱高,高速時發(fā)熱低。但是鐵損(雖然占的比例較小)變化的情況卻不盡然,而電機整個的發(fā)熱是二者之和,所以上述只是一般情況。 


 4、發(fā)熱帶來的影響:


 電機發(fā)熱雖然一般不會影響電機的壽命,對大多數(shù)客戶沒必要理會。但是嚴重時會帶來一些負面影響。如電機內(nèi)部各部分熱膨脹系數(shù)不同導致結構應力的變化和內(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。又如有些場合不允許電機的過度發(fā)熱,如醫(yī)療器械和高精度的測試設備等。因此對電機的發(fā)熱應當進行必要的控制。 


 5、如何減少電機的發(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,對兩相電機,能用串聯(lián)的電機就不用并聯(lián)電機。但是這往往與力矩和高速的要求相抵觸。對于已經(jīng)選定的電機,則應充分利用驅(qū)動器的自動半流控制功能和脫機功能,前者在電機處于靜態(tài)時自動減少電流,后者干脆將電流切斷。另外,細分驅(qū)動器由于電流波形接近正弦,諧波少,電機發(fā)熱也會較少。 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。所以應當選擇合適的驅(qū)動電壓等級,兼顧高速性,平穩(wěn)性和發(fā)熱,噪音等指標。