步进电机空载时发热大还是带载时发热大? 点击：21150 | 回复：426
发表于：2007-05-03 02:49:00
184楼
TO 大江大海：
首先感谢你提的见解， 请你有空继续参与讨论。
1。 “步进电机我接触的少!不过电机这个东西,转子在转动时应该都会产生反电势来阻碍电流的增大!转速越高反电势越大!要想绝对维持在恒流状态不容易!”
我不知道你说的“绝对恒流”绝对到什么程度，不过斩波频率软较高的恒流斩波步进控制器， 维持不是要求非常苟刻的恒流状态，是很容易的。
2。 “电流会等于驱动器所输出的最大电流!这些能量不能以机械能的形式传出去所以只能通过热量散发出去!”
我不知道你说的“电流会等于驱动器所输出的最大电流”的前提是什么？ 是驱动器恒功率输出，还是控制器纯开环控制， 还是恒流控制器， 请你明示后我们再作讨论。
3。 “步进电机是一步一步的动.可以说转动的速度不是均匀的!在低速时脉冲少,高速时脉冲多.脉冲少的时候转速低反向电势小导致瞬间的电流大,使发热量大.脉冲多的时候转速高反向电势高瞬间的电流小,发热量小.“
由于步进电机的脉冲频率对其运行结果的各种参数（如电流，电压，功率等）影响是很大的，同时也加深了问题的复杂性。 故本人在发贴时一直在回避脉冲频率不同时的问题， 是想先得到输出脉冲频率一定的情况下， 空载，带载，堵转情况下的关于电压，电流，功率，发热的确定结论后， 再作讨论的。
但你既使又提到了， 那不妨现在开始讨论这个问题。
首先，我认为你说的“在低速时脉冲少,高速时脉冲多.脉冲少的时候转速低反向电势小导致瞬间的电流大,使发热量大.脉冲多的时候转速高反向电势高瞬间的电流小,发热量小.”是非常片面的， 你估计没有往深处想过发热量的问题。
（1） 不知道你说这句话的前提是不是电机负载一定。 如果是的话， 很明显， 负载一定而脉冲频率高的话， 必须得提高驱动器输出功率（要不就真的是永动机了）。 电机消耗的总功率高了，而发热量会减小，无论从振荡的强度考虑，还是从能量转移的角度考虑，个人认为可能性都比较小。
（2） 是不是脉冲多了， 电流就一定小呢？ 个人看法也是未必的，首先，你如果用的是恒流斩波控制器， 基本上可以认定你的结论是错的了。 即使是纯开环控制器， 我认为电流也是不可能变小的。 你说变小的唯一理由是反电动势增加， 如果这世上是不存在永动机的话， 那么我认为负载一定而脉冲频率增加，势必是要增加驱动器功率， 增加功率无非是增大电压，或增大电流，如果增大电流，那个”电流变小“可能性为0， 如果驱动器增大了电压，而你的反电动势又增加， 你凭什么认定驱动器的电压增量没有反电动势的增量大？
首先感谢你提的见解， 请你有空继续参与讨论。
1。 “步进电机我接触的少!不过电机这个东西,转子在转动时应该都会产生反电势来阻碍电流的增大!转速越高反电势越大!要想绝对维持在恒流状态不容易!”
我不知道你说的“绝对恒流”绝对到什么程度，不过斩波频率软较高的恒流斩波步进控制器， 维持不是要求非常苟刻的恒流状态，是很容易的。
2。 “电流会等于驱动器所输出的最大电流!这些能量不能以机械能的形式传出去所以只能通过热量散发出去!”
我不知道你说的“电流会等于驱动器所输出的最大电流”的前提是什么？ 是驱动器恒功率输出，还是控制器纯开环控制， 还是恒流控制器， 请你明示后我们再作讨论。
3。 “步进电机是一步一步的动.可以说转动的速度不是均匀的!在低速时脉冲少,高速时脉冲多.脉冲少的时候转速低反向电势小导致瞬间的电流大,使发热量大.脉冲多的时候转速高反向电势高瞬间的电流小,发热量小.“
由于步进电机的脉冲频率对其运行结果的各种参数（如电流，电压，功率等）影响是很大的，同时也加深了问题的复杂性。 故本人在发贴时一直在回避脉冲频率不同时的问题， 是想先得到输出脉冲频率一定的情况下， 空载，带载，堵转情况下的关于电压，电流，功率，发热的确定结论后， 再作讨论的。
但你既使又提到了， 那不妨现在开始讨论这个问题。
首先，我认为你说的“在低速时脉冲少,高速时脉冲多.脉冲少的时候转速低反向电势小导致瞬间的电流大,使发热量大.脉冲多的时候转速高反向电势高瞬间的电流小,发热量小.”是非常片面的， 你估计没有往深处想过发热量的问题。
（1） 不知道你说这句话的前提是不是电机负载一定。 如果是的话， 很明显， 负载一定而脉冲频率高的话， 必须得提高驱动器输出功率（要不就真的是永动机了）。 电机消耗的总功率高了，而发热量会减小，无论从振荡的强度考虑，还是从能量转移的角度考虑，个人认为可能性都比较小。
（2） 是不是脉冲多了， 电流就一定小呢？ 个人看法也是未必的，首先，你如果用的是恒流斩波控制器， 基本上可以认定你的结论是错的了。 即使是纯开环控制器， 我认为电流也是不可能变小的。 你说变小的唯一理由是反电动势增加， 如果这世上是不存在永动机的话， 那么我认为负载一定而脉冲频率增加，势必是要增加驱动器功率， 增加功率无非是增大电压，或增大电流，如果增大电流，那个”电流变小“可能性为0， 如果驱动器增大了电压，而你的反电动势又增加， 你凭什么认定驱动器的电压增量没有反电动势的增量大？
发表于：2007-05-03 11:14:00
190楼
我一直以为是波恩兄或刘版的“杰作”， 看来误会波恩兄了。
无可否认， 本贴中，本人及很多人的观点， 确定缺少严密的测量依据， 大部份只是根据自己的理解，评心而论，的确难登“精华”“置顶”之堂。
既然国内对贴内的论点如“脉冲频率一定时，步进电机空载比带载时发热大”，“负载一定时， 步进电机脉冲频率高发热大，还是步进电机脉冲频率低时发热大”等， 尚无定论（或许有，但本人及参与讨论的都没见过）。 何妨暂时借贵论坛“精华”， “置顶”之光， 及早得出“接近真实的结论呢”？ 个人认为， 什么技术革命什么的也许夸张了点， 但对改良步进电机的控制，改善其运行效果， 是肯定有好处的。 另外， 本人及相当一对步进电机的认识和理解， 是部分人的回贴里，都融入了笔者经过深思后才发出来的（纵使依然有错漏， 但主要限于个人水平关系，不影响深思事实）
， 相信细看本贴的人， 一定会有所收获的。
况且在前半部分的讨论“步进电机空载发热比带载发热大”的讨论中， 本人是有实验依据的， 虽然很多人一直不屑于那些实验依据， 但很不幸， 本人目前的条件也只能做到这样了（再次重复，有条件的人帮大家做做相关试验）。
至于“负载一定时，步进电机低频与高频的发热关关”， 本人之前也做过很多相关试验， 但由于没有负载源，都是空载时做的， 印象中是外部电源的电压，电流不随频率的改变而波动。 确定的结果要明天晚上或更迟才能贴出来， 今天没空去公司。
无可否认， 本贴中，本人及很多人的观点， 确定缺少严密的测量依据， 大部份只是根据自己的理解，评心而论，的确难登“精华”“置顶”之堂。
既然国内对贴内的论点如“脉冲频率一定时，步进电机空载比带载时发热大”，“负载一定时， 步进电机脉冲频率高发热大，还是步进电机脉冲频率低时发热大”等， 尚无定论（或许有，但本人及参与讨论的都没见过）。 何妨暂时借贵论坛“精华”， “置顶”之光， 及早得出“接近真实的结论呢”？ 个人认为， 什么技术革命什么的也许夸张了点， 但对改良步进电机的控制，改善其运行效果， 是肯定有好处的。 另外， 本人及相当一对步进电机的认识和理解， 是部分人的回贴里，都融入了笔者经过深思后才发出来的（纵使依然有错漏， 但主要限于个人水平关系，不影响深思事实）
， 相信细看本贴的人， 一定会有所收获的。
况且在前半部分的讨论“步进电机空载发热比带载发热大”的讨论中， 本人是有实验依据的， 虽然很多人一直不屑于那些实验依据， 但很不幸， 本人目前的条件也只能做到这样了（再次重复，有条件的人帮大家做做相关试验）。
至于“负载一定时，步进电机低频与高频的发热关关”， 本人之前也做过很多相关试验， 但由于没有负载源，都是空载时做的， 印象中是外部电源的电压，电流不随频率的改变而波动。 确定的结果要明天晚上或更迟才能贴出来， 今天没空去公司。
发表于：2007-05-04 10:34:00
200楼
[color=#008000]步进电机变载变频测外部电源的电流电压变化实验
实验条件: 自制数字电流环恒流斩波控制器, 两相混合电机, 一个电机整步为1.8度. 200细分. 室温环境.
主要设备及仪器: FREESCALE CODEWARRIOR 开发软件, MON08程序烧写器, 0-30伏直源电源, 方波信号发生器, 万能表直流电压档, 直流电流档, 尖嘴钳子.
注: 以下电流单位为安, 电压单位为伏
一. 正常空载情况下, 改变脉冲频率, 观察直流电源电流变化情况. (其它参数不变)
1.1 脉冲频率为4096HZ时: 电流示流稳定在0.31
1.2 脉冲频率为1024HZ时: 示值在0.32, 0.31,0.30三个值间波动, 以0.31为主.
1.3 脉冲频率为256HZ时: 示值在0.32,0.31,0.30三个值间波动, 波动较频繁,但以0.31为主
[color=#FF0000](由于细分点存在一定的参差, 故造成低频时的电流波动)[/color]
二. 观察外部电源变化情况.
无论空载, 带载, 电机静止, 堵转, 高频, 低频, 外部电源电压无任何变化或波动.
三. 保持4096HZ的脉冲频率, 用尖嘴钳子钳住电机轴一端, 均匀给力, 模拟负载,观察直源电源电流变化情况.
3.1 当用力方向与电机转向相反时, 电流值为: 0.32A, 如发生堵转抖动, 抖动后会变成0.31A, 均匀给力过程可基本看成恒定在0.32.
3.2 当用力方向与电机转向相同时, 手力均匀且不丢步时, 电流可基本看成恒流在0.30. 经常丢步时, 在0.31, 0.30两个值间变化.
3.3 多次重复上述试验, 结果基本一致, 试验中不出现电流值超出0.30-0.32范围.
3.4 直接用用捏电机轴模拟负载, 所得结果一致.
四. 保持1024HZ的脉冲频率, 用尖嘴钳子钳住电机轴一端, 均匀给力, 模拟负载,观察直源电源电流变化情况.
4.1 当用力方向与电机转向相反时, 无论均匀给力或使其堵转, 电流值都在0.32, 0.31, 0.30间波动, 但以0.32出现的频率较高.
4.2 当用力方向与电机转向相同时, 无论均匀给力或使其丢步, 电流值都在0. 32, 0.31, 0.30间波动, 但以0.30 出现的频率较多.
4.3 多次重复以上试验, 结果基本不变, 试验中不出现电流值超出0.30-0.32范围.
五. 保持256HZ的脉冲频率, 用尖嘴钳子钳住电机轴一端, 均匀给力, 模拟负载,观察直源电源电流变化情况.
5.1 正常空载时, 电流值在0.32,0.31,0.30之间波动. 用力方向无论与电机转向相同, 或相反, 均匀给力或使其丢步等, 都基本不对电流的变化情况构成影响, 电流依然在0.32, 0.31, 0.30之间变化.
5.2 多次重复以上试验, 结果基本一致, 试验中不出现电流值超出0.30-0.32范围.
六. 外部随机给信号, 让电机随机停在某个位置, 观察外部电源电流变化情况.
电流值在0.32, 031, 0.32 三个间中随机出现. [/color]
实验条件: 自制数字电流环恒流斩波控制器, 两相混合电机, 一个电机整步为1.8度. 200细分. 室温环境.
主要设备及仪器: FREESCALE CODEWARRIOR 开发软件, MON08程序烧写器, 0-30伏直源电源, 方波信号发生器, 万能表直流电压档, 直流电流档, 尖嘴钳子.
注: 以下电流单位为安, 电压单位为伏
一. 正常空载情况下, 改变脉冲频率, 观察直流电源电流变化情况. (其它参数不变)
1.1 脉冲频率为4096HZ时: 电流示流稳定在0.31
1.2 脉冲频率为1024HZ时: 示值在0.32, 0.31,0.30三个值间波动, 以0.31为主.
1.3 脉冲频率为256HZ时: 示值在0.32,0.31,0.30三个值间波动, 波动较频繁,但以0.31为主
[color=#FF0000](由于细分点存在一定的参差, 故造成低频时的电流波动)[/color]
二. 观察外部电源变化情况.
无论空载, 带载, 电机静止, 堵转, 高频, 低频, 外部电源电压无任何变化或波动.
三. 保持4096HZ的脉冲频率, 用尖嘴钳子钳住电机轴一端, 均匀给力, 模拟负载,观察直源电源电流变化情况.
3.1 当用力方向与电机转向相反时, 电流值为: 0.32A, 如发生堵转抖动, 抖动后会变成0.31A, 均匀给力过程可基本看成恒定在0.32.
3.2 当用力方向与电机转向相同时, 手力均匀且不丢步时, 电流可基本看成恒流在0.30. 经常丢步时, 在0.31, 0.30两个值间变化.
3.3 多次重复上述试验, 结果基本一致, 试验中不出现电流值超出0.30-0.32范围.
3.4 直接用用捏电机轴模拟负载, 所得结果一致.
四. 保持1024HZ的脉冲频率, 用尖嘴钳子钳住电机轴一端, 均匀给力, 模拟负载,观察直源电源电流变化情况.
4.1 当用力方向与电机转向相反时, 无论均匀给力或使其堵转, 电流值都在0.32, 0.31, 0.30间波动, 但以0.32出现的频率较高.
4.2 当用力方向与电机转向相同时, 无论均匀给力或使其丢步, 电流值都在0. 32, 0.31, 0.30间波动, 但以0.30 出现的频率较多.
4.3 多次重复以上试验, 结果基本不变, 试验中不出现电流值超出0.30-0.32范围.
五. 保持256HZ的脉冲频率, 用尖嘴钳子钳住电机轴一端, 均匀给力, 模拟负载,观察直源电源电流变化情况.
5.1 正常空载时, 电流值在0.32,0.31,0.30之间波动. 用力方向无论与电机转向相同, 或相反, 均匀给力或使其丢步等, 都基本不对电流的变化情况构成影响, 电流依然在0.32, 0.31, 0.30之间变化.
5.2 多次重复以上试验, 结果基本一致, 试验中不出现电流值超出0.30-0.32范围.
六. 外部随机给信号, 让电机随机停在某个位置, 观察外部电源电流变化情况.
电流值在0.32, 031, 0.32 三个间中随机出现. [/color]
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