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發(fā)布時間:2021-03-10 17:00
步進電動機啟動時,會產(chǎn)生阻止旋轉(zhuǎn)的工作電流,就好像電梯漂浮在空中一樣。正是此電流導致電動機過熱,這是正?,F(xiàn)象。
步進電機最重要的優(yōu)點之一是其在開環(huán)系統(tǒng)中的精確控制。開環(huán)控制意味著不需要有關(guān)(轉(zhuǎn)子)位置的反饋信息。這種控制避免了使用昂貴的傳感器和反饋設備(例如光學編碼器),因為您要做的就是跟蹤輸入步進脈沖以了解(轉(zhuǎn)子)的位置。最近,一些客戶向山社電氣工程師報告,步進電機也容易出現(xiàn)發(fā)熱問題。那么我該如何解決這種情況呢?
1.為了減少步進電機的發(fā)熱,減少發(fā)熱量是為了減少銅損和鐵損。有兩種減少銅損的方法:陰極和電流。選擇型號時,應選擇電阻小,額定電流小的電動機。對于兩相步進電動機,不需要并聯(lián)連接串聯(lián)電動機,但這常常與轉(zhuǎn)矩和高速要求相矛盾。
2.對于選定的電動機,應充分利用驅(qū)動器的自動逆流控制和離線功能。前者會在電動機處于靜態(tài)狀態(tài)時自動降低電流,而后者只是切斷電源。流動。
3.此外,由于細分的步進電動機驅(qū)動器的電流波形接近正弦波,因此電動機產(chǎn)生的諧波更少,產(chǎn)生的熱量也更少。減少鐵損的方法并不多,它與電壓水平有關(guān),并且高壓驅(qū)動電機帶來了高速特性的改善,但同時也增加了熱量的產(chǎn)生。
4.必須考慮高帶寬,穩(wěn)定性,發(fā)熱量,噪聲和其他指標,選擇合適的驅(qū)動電動機電壓電平。
步進電動機的熱量通常不會影響電動機的壽命,但是大多數(shù)客戶不需要關(guān)心。但是,嚴重時會產(chǎn)生負面影響。例如,步進電動機內(nèi)部零件的不同熱膨脹系數(shù)會導致結(jié)構(gòu)應力的變化和內(nèi)部氣隙的微小變化,從而影響步進電動機的動態(tài)響應,并容易在高階中失步。速度。另一個例子是當它不允許步進電機(例如醫(yī)療設備和高精度測試設備)過熱時。因此,必須根據(jù)需要控制步進電機的加熱。電機發(fā)熱有幾個原因。
1.驅(qū)動器設置的電流大于電動機的額定電流
2.電動機速度太快
3.由于電動機本身具有較大的慣性和定位扭矩,即使在中速運行時也會產(chǎn)生熱量,但不會影響電動機的壽命。電動機的退磁點為130?200℃,因此電動機的正常退磁點為70?90℃,如果低于130℃,通常沒有問題。以電動機額定電流的70%驅(qū)動電流,并降低電動機或電動機的轉(zhuǎn)速。
作為數(shù)字致動器,步進電機已廣泛用于運動控制系統(tǒng)中。許多用戶和朋友認為使用步進電機時,電機會產(chǎn)生大量熱量,因此他們懷疑這是正?,F(xiàn)象。在實踐中,加熱是步進電動機中的常見現(xiàn)象,但是哪種加熱被認為是正?,F(xiàn)象,以及如何使步進電動機的發(fā)熱最小化?
這里有一些簡單的事情,每個人都可以在實際工作中得到實際的應用。
1.電機加熱原理:
您通??梢钥吹降母鞣N電動機內(nèi)部都具有鐵芯和繞組線圈。繞組中存在電阻,通電會產(chǎn)生損耗。損耗與電阻和電流的平方成正比。這就是我們通常所說的銅損。如果電流不是標準的DC或正弦波,也會產(chǎn)生諧波損耗。鐵芯中有磁滯現(xiàn)象。渦流效應還會在交變磁場中引起損耗,該交變磁場的大小與材料,電流,頻率和電壓有關(guān),這稱為鐵損。銅損和鐵損以熱的形式出現(xiàn),會影響電動機的效率。步進電動機通常以相對較低的效率,相對較大的電流和高諧波分量來尋求定位精度和扭矩輸出。由于交流電的頻率也隨速度而變化,因此步進電動機通常會發(fā)熱,這種情況更為常見,交流電動機很嚴重。
2.步進電機加熱的合理范圍:
電動機的耐熱性主要取決于電動機的內(nèi)部絕緣水平。僅在高溫(130度以上)時才會破壞內(nèi)部絕緣性能。只要內(nèi)部不超過130度,電動機就不會損壞環(huán),此時表面溫度將低于90度。因此,步進電機的表面溫度通常為70-80度。一種簡單的測量溫度的方法是使用點溫度計,這也可以粗略地判斷出來??梢杂檬钟|摸1-2秒以上,并且不超過60度。只能用手觸摸。 80度只需滴幾滴水,您很快就會心煩意亂,并超過90度。
3.步進電機的熱量隨速度而變化。
使用恒流驅(qū)動技術(shù)時,步進電機的電流在靜態(tài)和低速時保持恒定,以保持恒定的轉(zhuǎn)矩輸出。當速度高到一定水平時,電動機的內(nèi)部反電動勢增加,電流逐漸減小,轉(zhuǎn)矩減小。因此,銅損產(chǎn)生的熱量與速度有關(guān)。熱量通常在靜態(tài)和低速時較高,而在高速時較低。但是,鐵損(盡管比率很?。┰诓煌闆r下會發(fā)生變化,并且電動機的總發(fā)熱量是兩者的總和,因此上述情況只是正常情況。
4.發(fā)燒的影響:
電機發(fā)熱通常不會影響電機的壽命,但是大多數(shù)客戶不需要關(guān)心。但是,嚴重時會產(chǎn)生負面影響。例如,電動機內(nèi)部零件的不同熱膨脹系數(shù)會導致結(jié)構(gòu)應力的變化以及內(nèi)部氣隙的微小變化,從而影響電動機的動態(tài)響應,并容易在高速下失去步進。另一個例子是有時不允許電動機過熱,例如醫(yī)療設備和高精度測試設備。因此,必須進行加熱電機的必要控制。
5.如何減少電動機發(fā)熱:
減少熱量可以減少銅損和鐵損。有兩種減少銅損,減少電阻和電流的方法,并且在選擇模型時,您需要選擇低電阻和低額定電流的電動機;對于兩相電動機,則無需連接交流電動機??梢源?lián)的電動機。在平行下。但是,這通常與扭矩和高速要求相矛盾。對于選定的電動機,應充分利用驅(qū)動器的自動逆流控制和離線功能。前者會在電動機處于靜態(tài)狀態(tài)時自動降低電流,而后者只是切斷電流。同樣,由于細分驅(qū)動器的電流波形接近正弦波,因此諧波更少,電動機產(chǎn)生的熱量也更少。減少鐵損的方法并不多,它與電壓水平有關(guān),高壓驅(qū)動電動機帶來了高速特性的改善,但同時也增加了熱量的產(chǎn)生。因此,有必要在考慮高速,穩(wěn)定性,發(fā)熱,噪聲和其他指標的情況下選擇合適的驅(qū)動電壓電平。
對于所有類型的步進電機,其內(nèi)部均由鐵芯和繞組線圈組成。繞組中存在電阻,能量供應產(chǎn)生損耗,并且損耗與電阻和電流的平方成正比。這就是我們常說的銅流星。如果電流不是標準的直流電或正弦波,也會產(chǎn)生諧波損耗。鐵芯具有磁滯渦流效應,即使在交變磁場中也會引起損耗,其大小與材料,電流,頻率和電壓有關(guān),這稱為鐵損。銅損和鐵損以熱的形式出現(xiàn),會影響電動機的效率。步進電動機通常以相對較低的效率,相對較大的電流和高諧波分量來尋求定位精度和扭矩輸出。由于交流電的頻率也隨速度而變化,因此步進電動機通常會發(fā)熱,這種情況更為常見,交流電動機很嚴重。
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