步进电机空载时发热大还是带载时发热大? 点击：21169 | 回复：426
发表于：2007-05-28 16:07:00
264楼
世界之大,无奇不有,世界没有万能的专家,所谓的专家也就是说在某个领域比别人知道得多一些，比如同步电机的专家可能对步进电机就不熟悉，种水稻的专家袁隆平可能对苞米就不熟悉，太正常不过了。二位版主一个是搞直线电机的一个是搞步进电机控制技术支持的，能有此学识我看不错了。
本人既不搞直线电机又不搞步进电机技术支持，就凭一点初中的物理概念谈谈看法，请版主指正：
步进电机是靠线圈磁场拖动，拖一步走一步，并且大部分是恒流驱动，即电流是自动补偿的（补偿电感和电阻的变化），按此原理，步进电机的功率输入是不变的，那么空载时能量跑哪儿去了呢？一个是电阻发热，一个是涡流发热、一个是机械摩擦发热、一个是起停振荡发热（走一步——惯性超调——反向反回——再超调，经过几次后停止又进入下一个周期），速度越快，震荡次数越少，负载越大振动次数越少，因而可以认为：1。空载停车不减流发热最大（没有对外做功）2。空载低速运行发热比速度较高时发热较大，带负载发热反而较小（对外输出了一部分能量，这部分能量就是振荡能转换而来）。
以上纯粹是一个外行的看法，错误难免，欢迎指正
本人既不搞直线电机又不搞步进电机技术支持，就凭一点初中的物理概念谈谈看法，请版主指正：
步进电机是靠线圈磁场拖动，拖一步走一步，并且大部分是恒流驱动，即电流是自动补偿的（补偿电感和电阻的变化），按此原理，步进电机的功率输入是不变的，那么空载时能量跑哪儿去了呢？一个是电阻发热，一个是涡流发热、一个是机械摩擦发热、一个是起停振荡发热（走一步——惯性超调——反向反回——再超调，经过几次后停止又进入下一个周期），速度越快，震荡次数越少，负载越大振动次数越少，因而可以认为：1。空载停车不减流发热最大（没有对外做功）2。空载低速运行发热比速度较高时发热较大，带负载发热反而较小（对外输出了一部分能量，这部分能量就是振荡能转换而来）。
以上纯粹是一个外行的看法，错误难免，欢迎指正
发表于：2007-05-28 22:41:00
266楼
个人意见，从单纯理论上分析可能性，任何可能都是有的。在说“恒流”的时候，实际上除非电机不转，否则怎么会真的有“恒流”，在微观上，电流也是有震荡的。而且，不同速度下，驱动器提供的功率当然也是不一样的（高速需要较高的电压）。确实是只有实验才能真的解决问题。看了很多阿修罗的帖子，我感觉“阿修罗的眼泪”使用步进电机的方式与我习惯的方式不同。我之前使用步进电机的经验，都是为了确保不丢步，电流（扭矩）保留的裕量比较大。就发热而言，基本上感觉不出带栽与不带载有什么区别。阿修罗的眼泪应用中，似乎对于是否丢步不是很在乎，我在好几处看到类似“假设不丢步”的提法。
发表于：2007-05-30 00:26:00
267楼
本人大量使用步进电机，也知道步进电机发热比较严重，但确实没有去研究什么状态下发热最小，阿修罗兄能够这样仔细的试验，难能可贵，我想一定能找到理想的答案。我支持楼主！
我昨天看了第一页冒昧的谈了想法，今天波恩认为我离外行不远了，只好又回去看了后两页，我发现我的猜测与阿修罗兄的观点非常接近，我猜测的依据就是初中物理告诉的能量守恒定律，输入的能量*效率=输出的能量，如果输入是常数，输出越小，哪效率必然低，这个到底错在哪儿？
世界上没有绝对的内行与外行，30年前，我对液压一窍不通，现在不也没人敢小视了吗！10年前我对控制一窍不通，现在不也知道点ABC了吗？所以外行内行是可以互相转换的。内行千万不要嘲笑外行，更不要嘲笑新手！
上上网，看看技术讨论，也是劳逸结合的积极休息，版主不欢迎吗！你的有些观点我很赞同，就是不要技痒，我正考虑早点交给接班人呢，那时就更有时间上网讨论技术问题了。
我昨天看了第一页冒昧的谈了想法，今天波恩认为我离外行不远了，只好又回去看了后两页，我发现我的猜测与阿修罗兄的观点非常接近，我猜测的依据就是初中物理告诉的能量守恒定律，输入的能量*效率=输出的能量，如果输入是常数，输出越小，哪效率必然低，这个到底错在哪儿？
世界上没有绝对的内行与外行，30年前，我对液压一窍不通，现在不也没人敢小视了吗！10年前我对控制一窍不通，现在不也知道点ABC了吗？所以外行内行是可以互相转换的。内行千万不要嘲笑外行，更不要嘲笑新手！
上上网，看看技术讨论，也是劳逸结合的积极休息，版主不欢迎吗！你的有些观点我很赞同，就是不要技痒，我正考虑早点交给接班人呢，那时就更有时间上网讨论技术问题了。
发表于：2007-06-10 02:14:00
272楼
对于步进电机，俺也是非常的外行。但是还是借此帖内容跟各位老师求教几个门外问题：
1、楼主采用的控制器，是“恒流控制器”，是不是完全控制电流的“有功分量”或是视在电流？是不是意味着，在控制器控制能力之内，无论负载如何变化，电源输出电流基本不变？就是说，电源输出功率基本不随负载变化？
2、由楼主的试验说明来看，无论电机是否加载，电流都基本稳定在一个数值，是否说明，楼主这个控制器，控制的是“视在电流”？
3、如果这个控制器是“恒视在电流”，在“恒流”的前提下，电源电压源保持不变，电源输出视在功率不变，当步进电机负载小或“有功输出少”的情况下，是不是无功分量大？是不是发热也会大？
4、从另一个角度想，假设步进控制器没有电流环检测，直接开环输出，电机空载与负载时，由于负载时有功电流大，因此铜耗也大，那么，是不是在这种情况下，负载状态发热会大于轻载呢？
至于频率高低的情况，俺们听说什么谐波不同电机损耗不同，但是研究不透那玩意儿，俺也问不出啥问题来了。上面几个问题，请各位老师帮俺说说。
1、楼主采用的控制器，是“恒流控制器”，是不是完全控制电流的“有功分量”或是视在电流？是不是意味着，在控制器控制能力之内，无论负载如何变化，电源输出电流基本不变？就是说，电源输出功率基本不随负载变化？
2、由楼主的试验说明来看，无论电机是否加载，电流都基本稳定在一个数值，是否说明，楼主这个控制器，控制的是“视在电流”？
3、如果这个控制器是“恒视在电流”，在“恒流”的前提下，电源电压源保持不变，电源输出视在功率不变，当步进电机负载小或“有功输出少”的情况下，是不是无功分量大？是不是发热也会大？
4、从另一个角度想，假设步进控制器没有电流环检测，直接开环输出，电机空载与负载时，由于负载时有功电流大，因此铜耗也大，那么，是不是在这种情况下，负载状态发热会大于轻载呢？
至于频率高低的情况，俺们听说什么谐波不同电机损耗不同，但是研究不透那玩意儿，俺也问不出啥问题来了。上面几个问题，请各位老师帮俺说说。
发表于：2007-06-17 11:37:00
273楼
前段时间有些事不在公司， 没法回贴。 见谅。
1。 我的“恒流控制器”是指控制相绕组上的电流采样电阻采样到的电流恒定。 至于属于“有功分量”或是”视在电流“， 我也不是很确定。
“无论负载如何变化，电源输出电流基本不变？就是说，电源输出功率基本不随负载变化”， 确是如此。
2。 应该是吧。 这点还得请简单说明下什么是“有功分量”或是”视在电流“？
3。 是。
4。 “假设步进控制器没有电流环检测，直接开环输出”， 相关的试验我也做过， 也贴出来了。 从数据上看， 开环时， 空载时与带载时控制器所消耗的总功率， 也是基本没有变化的。 所以， 本人认为， 开环时，还是带载的电机发热小于空载的。
“由于负载时有功电流大，因此铜耗也大”， 你这观点的前提是， 带载与空载的无功电流相同。本人不这么认为。
无论开环闭环， 控制器是无法感知电机的带载情况的。你想想， 带载与不带载， 改变了什么参数？ 会使电机的驱动电流产生变化？ 绕组电阻吗， 不是； 反电动势吗， 由于电机宏观转速只由脉冲速率决定， 即使负载情况会对反电动势产生影响， 那也只是微观而微小的，基本可以忽略； 驱动电压吗？ 根本不可能； 那带载与不带载， 怎么可能使驱动电流凭空产生变化呢？
另外， 个人觉得， 引入“有功电流”或是“视在电流”， 并不一定对分析步进问题有好处。
1。 我的“恒流控制器”是指控制相绕组上的电流采样电阻采样到的电流恒定。 至于属于“有功分量”或是”视在电流“， 我也不是很确定。
“无论负载如何变化，电源输出电流基本不变？就是说，电源输出功率基本不随负载变化”， 确是如此。
2。 应该是吧。 这点还得请简单说明下什么是“有功分量”或是”视在电流“？
3。 是。
4。 “假设步进控制器没有电流环检测，直接开环输出”， 相关的试验我也做过， 也贴出来了。 从数据上看， 开环时， 空载时与带载时控制器所消耗的总功率， 也是基本没有变化的。 所以， 本人认为， 开环时，还是带载的电机发热小于空载的。
“由于负载时有功电流大，因此铜耗也大”， 你这观点的前提是， 带载与空载的无功电流相同。本人不这么认为。
无论开环闭环， 控制器是无法感知电机的带载情况的。你想想， 带载与不带载， 改变了什么参数？ 会使电机的驱动电流产生变化？ 绕组电阻吗， 不是； 反电动势吗， 由于电机宏观转速只由脉冲速率决定， 即使负载情况会对反电动势产生影响， 那也只是微观而微小的，基本可以忽略； 驱动电压吗？ 根本不可能； 那带载与不带载， 怎么可能使驱动电流凭空产生变化呢？
另外， 个人觉得， 引入“有功电流”或是“视在电流”， 并不一定对分析步进问题有好处。
发表于：2007-06-19 08:22:00
280楼
TO 刘勇:
"强烈要求测量电流的时候同时测量以下电压"
如果你说的是相电流和相电压的话, 那我目前还真的没办法同时测这两个玩意.....实在要测, 只能拿万用表量完一个再量另一个, 而且测电流还比较麻烦, 电机要下一会电. 而且要用高压油阀做负载, 电机下电后位置可能会飘移. 所以, 当时就没这样测.
如果你说的是电源电流及电压的话, 那么, 我已经测了.
另外, "电机没有运动，结果电机很烫，有一个绕组烧掉了。所以，我感觉 阿修罗的眼泪 可能是正确的". 你这样下结论有点牵强.
首先, 对步进电机来说, 即使电机没有运动, 也不应该出现"一个绕组烧掉了". 如果出现了, 那说明你的整个控制系统存在问题. 要不就是你设定的工作电流太大, 要不就是你的驱动部分哪出了问题或某个元器件坏了, 导致外部电源电压直接加到了你的绕组上. 不然一般不会烧掉绕组的.
另外, 电机不动发热量最大差不多是参与这贴所有人的观点.
如果, 你排除了"你的驱动部分哪出了问题或某个元器件坏了, 导致外部电源电压直接加到了你的绕组上" 的原因, 我也强烈建议你, 让电机空载运转同样的时间, 看还出不出现同样的问题.
最后, 谢谢你. 我想我应该再弄几个万用表, 同时测下两个相绕组的电压和电流.
"强烈要求测量电流的时候同时测量以下电压"
如果你说的是相电流和相电压的话, 那我目前还真的没办法同时测这两个玩意.....实在要测, 只能拿万用表量完一个再量另一个, 而且测电流还比较麻烦, 电机要下一会电. 而且要用高压油阀做负载, 电机下电后位置可能会飘移. 所以, 当时就没这样测.
如果你说的是电源电流及电压的话, 那么, 我已经测了.
另外, "电机没有运动，结果电机很烫，有一个绕组烧掉了。所以，我感觉 阿修罗的眼泪 可能是正确的". 你这样下结论有点牵强.
首先, 对步进电机来说, 即使电机没有运动, 也不应该出现"一个绕组烧掉了". 如果出现了, 那说明你的整个控制系统存在问题. 要不就是你设定的工作电流太大, 要不就是你的驱动部分哪出了问题或某个元器件坏了, 导致外部电源电压直接加到了你的绕组上. 不然一般不会烧掉绕组的.
另外, 电机不动发热量最大差不多是参与这贴所有人的观点.
如果, 你排除了"你的驱动部分哪出了问题或某个元器件坏了, 导致外部电源电压直接加到了你的绕组上" 的原因, 我也强烈建议你, 让电机空载运转同样的时间, 看还出不出现同样的问题.
最后, 谢谢你. 我想我应该再弄几个万用表, 同时测下两个相绕组的电压和电流.
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