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步进电机的发热 点击:3507 | 回复:41



跳动的思维

    
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发表于:2006-12-29 14:10:00
楼主
1、 步进电机为什么会发热 
对于各种步进电机而言,内部都是由铁芯和绕组线圈组成的。绕组有电阻,通电会产生损耗,损耗大小与电阻和电流的平方成正比,这就是我们常说的铜损,如果电流不是标准的直流或正弦波,还会产生谐波损耗;铁心有磁滞涡流效应,在交变磁场中也会产生损耗,其大小与材料,电流,频率,电压有关,这叫铁损。铜损和铁损都会以发热的形式表现出来,从而影响电机的效率。步进电机一般追求定位精度和力矩输出,效率比较低,电流一般比较大,且谐波成分高,电流交变的频率也随转速而变化,因而步进电机普遍存在发热情况,且情况比一般交流电机严重。 
2、步进电机发热的合理范围: 
电机发热允许到什么程度,主要取决于电机内部绝缘等级。内部绝缘性能在高温下(130度以上)才会被破坏。所以只要内部不超过130度,电机便不会损坏,而这时表面温度会在90度以下。所以,步进电机表面温度在70-80度都是正常的。简单的温度测量方法有用点温计的,也可以粗略判断:用手可以触摸1-2秒以上,不超过60度;用手只能碰一下,大约在70-80度;滴几滴水迅速气化,则90度以上了。 
3、步进电机发热随速度变化的情况: 
采用恒流驱动技术时,步进电机在静态和低速下,电流会维持相对恒定,以保持恒力矩输出。速度高到一定程度,电机内部反电势升高,电流将逐步下降,力矩也会下降。因此,因铜损带来的发热情况就与速度相关了。静态和低速时一般发热高,高速时发热低。但是铁损(虽然占的比例较小)变化的情况却不尽然,而电机整个的发热是二者之和,所以上述只是一般情况。 
4、发热带来的影响: 
电机发热虽然一般不会影响电机的寿命,对大多数客户来说没必要理会。但是,严重的发热会带来一些负面影响。如电机内部各部分热膨胀系数不同导致结构应力的变化和内部气隙的微小变化,会影响电机的动态响应,高速会容易失步。又如有些场合不允许电机的过度发热,如医疗器械和高精度的测试设备等。因此对电机的发热应当进行必要的控制。 
5、如何减少电机的发热: 
减少发热,就是减少铜损和铁损。 减少铜损有两个方向,减少电阻和电流,这就要求在选型时尽量选择电阻小和额定电流小的电机,对两相电机,能用串联的电机就不用并联电机。但是这往往与力矩和高速的要求相抵触。对于已经选定的电机,则应充分利用驱动器的自动半流控制功能和脱机功能,前者在电机处于静态时自动减少电流,后者干脆将电流切断。另外,细分驱动器由于电流波形接近正弦,谐波少,电机发热也会较少。 减少铁损的办法不多,电压等级与之有关,高压驱动的电机虽然会带来高速特性的提升,但也带来发热的增加。所以应当选择合适的驱动电压等级,兼顾高速性,平稳性和发热,噪音等指标



烟不离手

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发表于:2006-12-29 22:52:00
1楼
谢谢了。先学习了

开达

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发表于:2006-12-30 15:27:00
2楼
学习!

高将

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发表于:2006-12-31 00:36:00
3楼
谢谢了,使我更加加深步进电机认识

波恩

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发表于:2006-12-31 10:10:00
4楼
有一定的实际意义和指导价值。

不过步进电机从设计上就追求铜和铁的最大利用率,几乎未留过载空间,加之又工作在恒流状态或者准恒流状态,无法随时因负载大小调整驱动电流,因而发热是必然的,而且也是不可避免的。

血统

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发表于:2006-12-31 16:19:00
5楼
我首先要说的是我在这里有学到了很多的东西
我非常的高兴

沙德敏

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发表于:2006-12-31 18:34:00
6楼
好东西

跳动的思维

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发表于:2007-01-02 08:46:00
7楼
元旦快乐!
谢谢各位的支持!我们大家一起学习!


跳动的思维

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8楼
波恩大哥,专家就是专家!还请后续多多指导啊,让各位兄弟多学习一些这方面的知识!

刘岩利

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发表于:2007-01-02 09:54:00
9楼
"无法随时因负载大小调整驱动电流,因而发热是必然的,而且也是不可避免的。"

有个别比较贵的驱动器,提供闭环基础上的驱动电流调整。

跳动的思维

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发表于:2007-01-02 11:08:00
10楼
“有个别比较贵的驱动器,提供闭环基础上的驱动电流调整。”

这样的驱动器公司有啊?价格一般是多少?它的闭环是使用电流传感器还是专用的电流信号采集器?


余 辉

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11楼
学习学习 好东西

跳动的思维

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发表于:2007-01-02 11:13:00
12楼
电机都存在电磁损耗,所以发热都是会存在的,只是发热的多少而已。
要是能研制出没有损耗的材料,那贡献可就大了!

刘志斌

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发表于:2007-01-02 11:16:00
13楼
顶!

嘻嘻~~~哈哈

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发表于:2007-01-02 15:28:00
14楼
大家新年好:
    我是一个刚刚入门的菜鸟,希望大家今后多多帮助!

跳动的思维

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发表于:2007-01-03 08:55:00
15楼
欢迎参与!

有好东西,大家互相学习,交流!共同进步!

波恩

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16楼
是啊!那就是闭环步进了,超出了一般步进系统的框架,比如Danaher,百格拉的某些产品。

刘岩利

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发表于:2007-01-03 20:39:00
17楼
它的闭环是使用电流传感器还是专用的电流信号采集器?
是位置闭环。

跳动的思维

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发表于:2007-01-04 08:50:00
18楼
它的闭环是使用电流传感器还是专用的电流信号采集器?
是位置闭环。

呵呵,我说的是电流那个环路。电流是怎么调整的,不需要检测和信号处理后再调整吗?

波恩

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19楼
电流是必然要闭环的或者斩波控制的,所谓步进系统闭环,早期在理论上当指一个齿距内的电角度相位闭环,主要是为了仿制步进系统失步,后来有所扩展,其实从某种意义上将,如果步进电机的矩角特性正弦度足够好的话,闭环步进就相当于(超)多级凸极同步电机的伺服控制,可以获得很好的低速运行特性。

QQ冰炭

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发表于:2007-01-06 21:41:00
20楼
波恩大哥功力深厚,还请后续多多指导啊,让各位兄弟多学习一些这方面的知识!

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