步进电机空载时发热大还是带载时发热大? 点击:21169 | 回复:426



奔三十的男孩

    
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发表于:2007-04-23 10:50:00
楼主
突然想到一个问题, 步进电机空载时电机本身发热大, 还是带换载时电机本身发热大?
按我的理解, 如果可以假设步进电机输出功率稳定, 那么空载时, 电机本身的发热量=电机输出功率, 带负载时, 电机本身的发热量= 电机输出功率-负载获得的能量. 那么就是说, 步进电机空载时发热比带载时发热大啰??????



奔三十的男孩

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发表于:2007-05-05 14:30:00
221楼
哈哈,可能又"形成上"了

奔三十的男孩

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发表于:2007-05-05 15:09:00
222楼
[color=#FF0000]对于上面的问题, 个人的理解是:
1. 由于反复多次试验全部都出现"空载0.31A,反载0.32, 顺载0.30A",(刚才本人又试了几次), 故排除偶然性. 

2.输入电流的微小变化, 并不是"体现了负载对于步进系统的输入能量的影响",  而是体现了负载对转子震荡期间切割磁场线生成的电动势的大小及方向的影响, 即对"瞬间发电"的影响. 如果空载时, 转子转到目标位置的过冲距离为A1,  反载时为A2, 顺载时为A3, 那么, 明显有A3>A1>A2, 那么相应的"瞬间发电量" 将会是顺载>空载>反载,   当然, 如前面的讨论, 这些"瞬间发电量"最后都转化成了热量形式,  但其生成的"瞬间电动势"及方向, 导致了外部电源输入电流的轻微变化. [/color]

奔三十的男孩

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发表于:2007-05-05 19:09:00
223楼
[color=#008000]                  步进电机温升试验一 
实验条件: 自制全数字电流环恒流斩波控制器, 200细分,脉冲频率4096HZ, 两相混合42电机, 一个整步1。8度。 实验室室温29摄氏度。 负载为液压阀, 本次试验只接阀,不通高压油,已防止高压油自身的高温对试验结果有影响。 电机接上液压阀后, 在电机不通电的情况下,测量总负载约为0.08牛米。 步进电机正常输出0.4牛米左右.  注意:电机与阀用刚性连接套连接,有一定的同轴度误差,电机转动时的实际负载应该比0.08牛米大. 电机与阀之间有塑料隔热板. 

一. 电机通电连续转动30分,中断没有堵转现象.30分钟后,  在电机表面随机取4个点测量温度,分别为:44摄氏度,44  摄氏度,44摄氏度,44摄氏度.[/color]

奔三十的男孩

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发表于:2007-05-05 19:14:00
224楼
之前做过的在办公室内(室温25摄氏度左右),同脉冲下,通电空载转动及静止三十分钟后的温度都是48,49摄氏度左右. 与上面的结论比较,基本上可以验证"步进电机空载时比带载时发热大"的结论. 但由于两者的试验条件仍有些不同, 在往后的试验中,本人尽量将所有的试验条件都与上述"步进电机温升试验一 "的一致,以得到说服力更强的结论.

sr

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发表于:2007-05-06 10:02:00
225楼
应该是空载时发热小,负载时发热较重。

sr

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发表于:2007-05-06 10:06:00
226楼
个人认为在驱动电流/电压和转速相同前提下,带载驱动的发热量应该大于空载驱动,其理由是:要带动负载必须付出比空载时更大的电流(也就是出更大的力),这样的话,负载时肯定比空载时发热重。

奔三十的男孩

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发表于:2007-05-06 17:33:00
227楼
TO SR
   建议你认真看下前面我从能量角度去分析的发热情况。 

health

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发表于:2007-05-06 20:14:00
228楼
佩服!!

赤脚医生

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发表于:2007-05-06 20:56:00
229楼
电动机的发热是根据能量守衡定律.是指输入多少和电动机轴头输出多少之差.

波恩

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发表于:2007-05-06 21:09:00
230楼
估计你在办公室内的实验,电机是完全空转的,即其法兰和轴没有连接其它任何东西,而你在实验室中,电机是装在实验(台)系统上的,通过法兰和轴,势必有增加的热传导途径,因而这样的实验条件和数据不具备可比性,无法支持你的"步进电机空载时比带载时发热大"的结论,这一点从你自己的“但由于两者的试验条件仍有些不同, 在往后的试验中,本人尽量将所有的试验条件都与上述"步进电机温升试验一 "的一致,以得到说服力更强的结论.”论述中也有所考虑和顾忌。

另,你前几回关于4096Hz,1024Hz和256Hz的实验数据表明,不同频率下,驱动电源的电流几乎没有变化,这一实验数据无法支持你一再坚称的步进电机按步做功形成转子动能,而每步动能最终振荡(阻尼)消耗为发热占步进电机总体发热量的一个可观比例的理论,因为从4096Hz到256Hz,频率足足相差16倍,也就是说步进电机按步做功的功率或做功的累加和整整差了16倍,却竟然在驱动电流上毫无反应,这样的数据只能得出一个结论,步进电机按步做功,最终振荡(阻尼)消耗转化的发热量所占步进电机总体发热量的比例微不足道。


苏明杰

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发表于:2007-05-06 23:52:00
231楼
 阿修罗的眼泪:这里是交流技术的平台,谁都可以发表自己的看法(无论是对还是错),你认为人家说错了就老是讽刺人家,你不觉得这样不好吗? 在说了你的有些观点也不一定正确,低调点!

奔三十的男孩

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发表于:2007-05-07 08:57:00
232楼
[color=#008000]补充: 温升试验一中的外部电源输入电压是24V[/color]

奔三十的男孩

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发表于:2007-05-07 09:02:00
233楼
[color=#008000] 步进电机温升试验二
实验条件: 自制全数字电流环恒流斩波控制器, 200细分,脉冲频率4096HZ, 两相混合42电机, 一个整步1。8度。 实验室室温27摄氏度。 本次试验为空载,电机输出轴不接任何东西。 外部电源电压为24V. 本次试验与温升试验一的地点基本一致, 由于没有接受负和隔热板,电机与空气接触面可能会稍大一点.

一. 电机通电连续转动30分,中断没有堵转现象.30分钟后,  在电机表面随机取4个点测量温度,分别为:49摄氏度,49摄氏度,49摄氏度,49摄氏度.
     试验结束后重测试验室室温为27摄氏度.[/color]

奔三十的男孩

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发表于:2007-05-07 09:06:00
234楼
TO  苏明杰:
    恳请你请出我"老是讽刺人家"的地方. 因为个人印像中好像是好久没有干过这种事了.

TO 波恩:
    你的意见我粗看了下, 不过现在忙. 迟点再细看与答复.
   建议你删掉黑色字体的"步进电机温升试验二", 保留绿色字体的"步进电机温升试验二"

布和

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发表于:2007-05-07 10:05:00
235楼
我认为步进电机的热量大部分在电流的变化来决定的。电机有负载是电流肯定曾大。那么很简单热量产生就是i*i*r来决定。所以电机负载是热能大。你们不信把负载增加到极限(不让转)看你电机烧部烧。烧的就是线圈电流大而烧坏的。

奔三十的男孩

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发表于:2007-05-07 11:06:00
236楼
TO 波恩:
   "因而这样的实验条件和数据不具备可比性,无法支持你的"步进电机空载时比带载时发热大"的结论"
   任何两个的试验, 严格来说实验条件都会有一定的不同的, 个人认为将"不具备可比性"改成"不具备很高的可比性"适合点.
   
   对于你说的"因为从4096Hz到256Hz,频率足足相差16倍,也就是说步进电机按步做功的功率或做功的累加和整整差了16倍,却竟然在驱动电流上毫无反应,这样的数据只能得出一个结论,步进电机按步做功,最终振荡(阻尼)消耗转化的发热量所占步进电机总体发热量的比例微不足道",  目前正在思索这个问题,  个人觉得这个问题对本人的观点是个非常大的挑战,  但本人尚未找到自已认为合理的解释去回答这个问题.   

奔三十的男孩

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发表于:2007-05-07 11:27:00
237楼
[color=#008000]              步进电机温升试验三 
实验条件: 自制全数字电流环恒流斩波控制器, 200细分,脉冲频率4096HZ, 两相混合42电机, 一个整步1。8度。外部电源电压为24V.  负载为液压阀,本次试验有通高压油,在电机的转动过程中,液压油油压在3.5-6.5MP之间变化。在阀的不同开度情况下(对应不同的液压),负载变化比较大, 平均值大概在0.2牛米左右.   电机与阀之间有塑料隔热板.实验室室温30度.

一.本次试验要开动试验平台, 由于操作不熟练(整个试验独立完成),  电机通电前的准备时间(准备过程中也曾给电机通电)较长, 通电前电机的温度已有33度左右. 通电前电机附近气温30度.

二.  电机通电30分钟后(过程中不出现有丢步现象),随机测电机表面4个点, 温度分别为46摄氏度, 46摄氏度, 46摄氏度, 47摄氏度.
     测量电机附近气温, 分别为31, 32, 33摄氏度(33度为电机安装缝隙处气温), 液压阀温度为39摄氏度. [/color]

奔三十的男孩

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发表于:2007-05-07 14:53:00
238楼
[color=#008000]            步进电机温升试验三(重做)
实验条件: 自制全数字电流环恒流斩波控制器, 200细分,脉冲频率4096HZ, 两相混合42电机, 一个整步1。8度。外部电源电压为24V.  负载为液压阀,本次试验有通高压油,在电机的转动过程中,液压油油压在3.3-6.7MP之间变化。在阀的不同开度情况下(对应不同的液压),负载变化比较大, 平均值大概在0.2牛米左右.   电机与阀之间有塑料隔热板.实验室室温31度.


一.  电机通电30分钟后(过程中不出现有丢步现象),随机测电机表面4个点, 温度分别为49摄氏度, 49摄氏度, 50摄氏度, 50摄氏度.
     实验结束后测实验室室温32摄氏度. 阀压阀温度为43摄氏度.[/color]

奔三十的男孩

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发表于:2007-05-07 14:54:00
239楼
郁闷了!  本想重做步进电机温升试验三, 将得到低一点的电机表面温度的, 没想到还高了几度.  郁闷了!!!!

苏明杰

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发表于:2007-05-07 15:39:00
240楼
阿修罗的眼泪:可能时间长了没印象了,第一页中对老柴夫说的,自己看!

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