發(fā)熱是步進(jìn)電機(jī)的一個普遍現(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?以下是簡單的分析。
1、步進(jìn)電機(jī)發(fā)熱的原因
1.步進(jìn)電機(jī)為什么會發(fā)熱對于各種步進(jìn)電機(jī)而言,內(nèi)部都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,這電流不是標(biāo)準(zhǔn)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(yīng),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(guān),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(jī)的效率。步進(jìn)電機(jī)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。內(nèi)部絕緣性能在高溫下(130度只要內(nèi)部不超過130度,電機(jī)便不會損壞,而表面溫度會在90度以下,步進(jìn)電機(jī)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(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60度,用手只能碰一下,大約是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)熱隨速度變化的恒定,以保持恒力矩輸出。速度高到程度,電機(jī)內(nèi)部反電勢升高,電流將逐步下降,力矩也會下降。,因銅損帶來的發(fā)熱相關(guān)了。靜態(tài)和低速時卻不盡然,而電機(jī)整個的發(fā)熱是二者之和,上述只是一般情況了。
2、步進(jìn)電機(jī)的發(fā)熱問題的解決方法
1.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(jī),對兩相電機(jī),能用串聯(lián)電機(jī)的就不用并聯(lián)電機(jī),但是這往往與力矩和高速的要求相抵觸。
2.對于已經(jīng)選定的電機(jī),則應(yīng)充分驅(qū)動器的自動半流控制功能和脫機(jī)功能,前者在電機(jī)處于靜態(tài)時自動減少電流,后者干脆將電流切斷。
3.另外,細(xì)分驅(qū)動器電流波形接近正弦,諧波少,電機(jī)發(fā)熱也會較少。減少鐵損的辦法不多,電壓等級與之有關(guān),高壓驅(qū)動的電機(jī)雖然會帶來高速特性的提升,但也帶來發(fā)熱的增加。
4.應(yīng)當(dāng)選擇合適的驅(qū)動電壓等級,兼顧高帶性、平穩(wěn)性和發(fā)熱、噪音等指標(biāo)。
3、步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速上不去和丟步故障如何解決?
首先,電機(jī)的參數(shù)更改(例如:57步進(jìn)電機(jī)電阻=0.5歐,電感=0.8MH ,如果要提高高速性能,我們可以將步進(jìn)電機(jī)的電阻電感都相應(yīng)的減小,這樣會提高速度和高速力矩)。
其次可以提高步進(jìn)驅(qū)動器的供電電壓,這樣高速時由于電壓高所以換向時有效的電流磁場提高。
如果在交流電源和步進(jìn)驅(qū)動器直流總線(如變壓器)之間沒有隔離的話,不要將直流總線的非隔離端口或非隔離信號的地接大地,這可能會導(dǎo)致設(shè)備損壞和人員傷害。因?yàn)榻涣鞯墓搽妷翰⒉皇菍Υ蟮氐模谥绷骺偩€地和大地之間可能會有很高的電壓。
1、在多數(shù)高壓步進(jìn)驅(qū)動器系統(tǒng)中,所有的公共地和大地在信號端是接在一起的。多種連接大地方式產(chǎn)生的地回路很容易受噪音影響而在不同的參考點(diǎn)上產(chǎn)生流。
2、為了保持命令參考電壓的恒定,要將步進(jìn)驅(qū)動器的信號地接到控制器的信號地。它也會接到外部電源的地,這將影響到控制器和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的工作。
3、屏蔽層接地是比較困難的,有幾種方法。正確的屏蔽接地處是在其電路內(nèi)部的參考電位點(diǎn)上。這個點(diǎn)取決于噪聲源和接收是否同時接地,或者浮空。要確保屏蔽層在同一個點(diǎn)接地使得地電流不會流過屏蔽層。
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