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步进电机的发热问题及解决方案

时间:2009-09-30 21:44

  任何电机都会发热,只是发热程度不同而已,关于各种电机而言,内部都是由铁芯和绕组线圈组成的,绕组有电阻,通电会产生损耗,损耗大小与电阻和电流的平方成正比,这就是我们常说的铜损,假设电流不是标准的直流或正弦波,还会产生谐波损耗;铁心有磁滞涡流效应,在交变磁场中也会产生损耗,其大小与材料,电流,频率,电压有关,这叫铁损。铜损和铁损都会以发热的方式表现出来,从而影响电机的效率。

  步进电机普通追求定位精度和力矩输出,效率比较低,电流一般比较大,且谐波成分高,电流交变的频率也随转速而变化,因而步进电机普遍存在发热情况,且情况比普通交流电机严重。

  步进电机发热固然普通不会影响步进电机的寿命,对大多数客户来说没必要理会。但是,严重的发热会带来一些负面影响。如步进电机内部各部分热收缩系数不同导致结构应力的变化和内部气隙的微小变化,会影响步进电机的动态响应,高速会容易失步。如有些场所不允许步进电机的过度发热,如医疗器械和高精度的测试设备等。因此对步进电机的发热应当中止必要的控制,我们的步进电机用在钢铁机器人上,环境温度100多度,至今工作正常。

  要减少步进电机的发热可以采取的措施如下:假设步进电机驱动器有自动半流方式,尽量让其工作在半流状态,由于此时步进电机全流工作发热最大。假设负载力矩范围允许的情况下,可以把步进电机额定电流降下来,比如5A步进电机,让其工作在4A状态下工作,选择低电阻,低电流,减少铜损和铁损,加装风机,强迫散热。