步进电机空载时发热大还是带载时发热大?-专业自动化论坛-中国工控网论坛

步进电机空载时发热大还是带载时发热大? 点击：21150 | 回复：426

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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??????

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奔三十的男孩

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发表于：2007-06-29 16:42:00

381楼

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lg_006

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发表于：2007-06-29 16:42:00

382楼

恩，受教了。但如此一来，负载力距的大小，和速度的大小只怕在本次讨论中就耦合起来，不容易分开了。

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奔三十的男孩

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发表于：2007-06-29 16:46:00

383楼

"负载力距的大小，和速度的大小只怕在本次讨论中就耦合起来，不容易分开了"
本人目前倒是挺有自信分析"负载力距的大小和速度的大小的耦合"问题的, 哈哈.
上图为本人画的恒流控制的步进电机的矩频特性图, 这图的具体说明, 整理下再贴.

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lg_006

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发表于：2007-06-29 16:46:00

384楼

说服不说服，其实不重要。最有利的说服就是试验数据。奈何现在手边没有，所以就张开嘴瞎说。能证明自己的观点当然好，但错了后学习的过程，更重要。又不赢老婆孩子的不是？您的指教，还是发人深醒的。比自己强者，即老师。您的知识比我丰富太多，“前辈”之称，当之无愧！

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奔三十的男孩

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发表于：2007-06-29 16:52:00

385楼

"能证明自己的观点当然好，但错了后学习的过程，更重要" 哈哈, 同感. 我在这贴里的所说的观点, 从一开始到现在, 其实已经有过相当多的改变的了. 一句话, 我们都努力的在朝"真理"前进(哈哈,夸了点).

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波恩

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发表于：2007-06-29 16:54:00

386楼

“最有利的说服就是试验数据”———没错！拿不出有力的实验数据，自然就只能“就张开嘴瞎说”了，我也一样，所以说服不了楼主，虽然觉得他的某些结论有问题。

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lg_006

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发表于：2007-06-29 16:54:00

387楼

修罗兄，我也要下班了。只能明天再看了。另我说的“速度”是脉冲给定“速度”这里解释一下，避免误会。还有版主所说“速度高到一定程度，就是“亦步亦趋”的感觉了；再高，基本就是连续运行了。”不知你有何看法？

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奔三十的男孩

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发表于：2007-06-29 16:58:00

388楼

""版主所说“速度高到一定程度，就是“亦步亦趋”的感觉了；再高，基本就是连续运行了。”不知你有何看法""
你明天来会看到的.

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奔三十的男孩

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发表于：2007-06-29 18:28:00

389楼

额定负载: 步进电机能连续带动的最大负载, 且电机带上此负载时, 停止位置与预想位置的偏差在一个整步之内, 不出现丢步或过冲现象. 这个额定负载, 肯定要小于 Tmax*sin45, 至于具体是多少, 得看电机的摩擦及其它结构参数. 恒流: 步进电机的宏观输入电流恒定. 恒流条件下, 步进电机的输出力矩不受脉冲频率的影响. 1. 低频段. 在低频段内, 转子响应每个脉冲, 都经过"启动-加速-减速-振荡-停止"的过程, 每下一个脉冲, 都在转子响应完上一次脉冲后, 即转子停止后才到来. 由于脉冲到来的瞬间, 转子停在+-arcsin(负载/最大输出扭矩)内,由于acrsin(负载/最大输出扭矩)的绝对值小于45度, 故下一个脉冲的开始的瞬间功角在90+-45之间, 步进电机在这个功角上的瞬间输出力矩, 足以带动静止的负载, 奔向下一个脉冲对应的位置. 此时, 步进电机表现为单步运行. 2. 临界点.在临界点这, 转子刚好完成" 启动-加速-减速-振荡-停止"的过程, 或是几乎马上就完成的时候, 下一个脉冲就来的. 之后的情况跟低频段的情况基本一样, 只是中间没有停顿的过程, 步进电机的最大带载能力还是额定负载. 3. 超过临界点的区域(高频区). 在这个区域里, 转子还没完成"启动-加速-减速-振荡-停止", 还在中间某个过程的时候, 下一个脉冲就来了. 这个时候, 由于上一个脉冲的响应没完成, 无法确定转子的位置(实际这个位置冲脉冲频率及震荡周期是有一定的关系的), 则此时的瞬间功角, 就不是在90+-45度之内了, 而是比这个范围要宽.而且, 频率越高, 这个瞬间功角随机出现的可能范围就越宽, 则瞬间电机输出力矩的可能范围也就越大(向小的方向扩张). 由于, 带载能力是需要保证不丢步的, 那么, 你的力矩可能出现的范围越向小的方向扩张, 则意味着带载能力越低! 举个夸张的例子, 上一个脉冲出送出, 转子还没来得及动作, 下一个脉冲就到, 则此时瞬间功角为180度, 瞬间力矩为0, 而转子速度为0, 则电机的带载能力为0!!! 值得一提的是, 从临界频率, 到可以出现很低的带载能力的频率, 中间没有多大的带宽. 所以, 一般步进电机的用法, 都是在临界频率以下使用. 实在要在高频段运行也可以, 但是带载能力会非常低(保证不丢步的能力). 当然, 在高频区出现很低带载能力也是有机率的, 假如你有检测丢步的能力及处理能力, 在不是很离谱的高频率运行, 发现丢步后补回来也可以. 但这不是主流用法. 请结合上面发的关于"丢步"或"过冲"的说明去理解. 哈哈, 终于敲完了. 决定不检查了, 去打球了!

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奔三十的男孩

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发表于：2007-06-29 21:22:00

390楼

注意:"从临界频率, 到可以出现很低的带载能力的频率, 中间没有多大的带宽" 这一观点值得商榷．　
１．本人没有经过严格的量化计算．
２．本人认为＂启动-加速-减速-振荡-停止"这一过程是比较快完成的，　经历时间很短，　以至在临界频率之后的轻微的时间差也会对这个过程影响较大．　
３．假设完成＂启动-加速-减速-振荡-停止"需要０．００１秒，　而给脉冲的时间间隔是０．０００９秒，　本人认为这中间０．０００１秒的时间差，　有一定程度累积的可能性，　而最终导致某个时刻出现很低的带载能力，　造成偶然性失步．

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发表于：2007-06-30 09:28:00

391楼

谢谢修罗兄的精彩论述，但基于关于“临界点”的带宽和“一般步进电机的用法, 都是在临界频率以下使用.”的观点确实还是缺乏依据。不过在现在的条件下恐怕也无法证明和论证，这里我想还是只能保留意见。等有条件，再和修罗兄好好讨论。

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奔三十的男孩

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发表于：2007-06-30 09:50:00

392楼

我在这点上也是觉得没什么把握......
我这么说也只是基于我目前对步进的理解.
另外, 我觉得: [color=#FF0000]1.转动惯量相等的情况下,负载越大, 完成一个完整的"启动-加速-减速-振荡-停止"过程应该所需时间越短; 2.负载相等的情况下, 转动惯量越大, 完成"启动-加速-减速-振荡-停止"所需的时间越长. [/color]
我想, 我该花时间去研究如何去量化这些问题. 但好像不是件容易的事, 而且, 那好像不是我该干的事(对公司而言)......

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奔三十的男孩

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发表于：2007-06-30 09:58:00

393楼

也谢谢你, 在与你讨论的过程中, 我也学到很多. 哈哈, 说到底, 是相互学习罢了, 不用太客气.

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lg_006

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发表于：2007-06-30 10:03:00

394楼

1.转动惯量相等的情况下,负载越大, 完成一个完整的"启动-加速-减速-振荡-停止"过程应该所需时间越短，负载大了，或者惯量大了，加速度就小了，走完行程，应该也慢些，总的时间，不好说。另，我还是保留当给定速度达到一定程度时，宏观速度，还是影响到达平衡位置速度的观点。暂时，这个问题，我是先放放了，觉得以目前我掌握的知识和条件无法进行深入研究了。充电可能更实际些。

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