如何更大限度减少步进电机发热?
首先,要了解步进电机发热的原因
对于各类步进电机,其内部都是由铁芯和绕组线圈组成。 绕组有电阻,通电就会产生损耗。 损耗与电阻和电流的平方成正比。 这就是我们常说的铜损。 如果电流不是标准的直流或正弦波,也会产生谐波损耗; 铁心具有磁滞现象,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,称为铁损。 铜损和铁损都会以热量的形式表现出来,影响电机的效率。 步进电机一般追求定位精度和扭矩输出。 效率比较低,电流一般比较大,谐波含量较高。 交流电机很严重。
此外,将步进电机的发热控制在合理范围内
电机发热允许的程度主要取决于电机内部绝缘水平。 高温(130度以上)内部绝缘性能会被破坏。 所以只要内部不超过130度,电机就不会损坏,而此时表面温度会在90度以下。 因此,步进电机的表面温度在70-80度是正常的。 简单的测温方法用点温计很有用,也可以粗略判断:用手触摸1-2秒以上,不超过60度; 只能用手触摸,大约70-80度; 如果加热则在90度以上; 当然也可以用测温枪来检测。
三,步进电机发热随速度变化的情况
采用恒流驱动技术时,步进电机在静态和低速下,电流会维持相对恒定,以保持恒力矩输出。速度高到一定程度,电机内部反电势升高,电流将逐步下降,力矩也会下降。因此,因铜损带来的发热情况就与速度相关了。静态和低速时一般发热高,高速时发热低。但是铁损(虽然占的比例较小)变化的情况却不尽然,而电机整个的发热是二者之和,所以上述只是一般情况。
四,发热带来的影响
电机发热虽然一般不会影响电机的寿命,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。如电机内部各部分热膨胀系数不同导致结构应力的变化和内部气隙的微小变化,会影响电机的动态响应,高速会容易失步。又如有些场合不允许电机的过度发热,如医疗器械和高精度的测试设备等。因此对电机的发热应当进行必要的控制。
五,减少电机的发热
减少发热就是减少铜损和铁损。 降低铜损有两个方向,降低电阻和电流。 这就要求选型时应尽可能选择电阻小、额定电流低的电机。 对于两相电机,可以串联使用的电机不需要并联。 但这往往与扭矩和高转速的要求相冲突。 对于所选电机,应充分利用驱动器的自动半流控制功能和脱机功能。 前者在电机静止时自动降低电流,后者只是简单地切断电流。 另外,由于细分驱动器的电流波形接近正弦波,谐波较少,电机产生的热量也较少。 降低铁损的方法不多,与电压等级有关。 虽然高压驱动电机会改善高速特性,但也会增加发热量。 因此,应选择合适的驱动电压电平,兼顾高速性和稳定性。