步進(jìn)馬達發(fā)熱的原因及減少步進(jìn)電機發(fā)熱的方法

 

　　1、馬達發(fā)熱原理

 

　　通常見(jiàn)到的各類(lèi)馬達，內部都是有鐵芯和繞組線(xiàn)圈的。繞組有電阻，通電會(huì )產(chǎn)生損耗，損耗大小與電阻和電流的平方成正比，這就是我們常說(shuō)的銅損，如果電流不是標準的直流或正弦波，還會(huì )產(chǎn)生諧波損耗;鐵心有磁滯渦流效應，在交變磁場(chǎng)中也會(huì )產(chǎn)生損耗，其大小與材料，電流，頻率，電壓有關(guān)，這叫鐵損。銅損和鐵損都會(huì )以發(fā)熱的形式表現出來(lái)，從而影響馬達的效率。步進(jìn)馬達一般追求定位精度和力矩輸出，效率比較低，電流一般比較大，且諧波成分高，電流交變的頻率也隨轉速而變化，因而步進(jìn)馬達普遍存在發(fā)熱情況，且情況比一般交流馬達嚴重。

 

　　2、步進(jìn)馬達發(fā)熱合理范圍：

 

　　馬達發(fā)熱允許到什么程度，主要取決于馬達內部絕緣等級。內部絕緣性能在高溫下(130度以上)才會(huì )被破壞。所以只要內部不超過(guò)130度，馬達不會(huì )損環(huán)，而這時(shí)表面溫度會(huì )在90度以下。所以，步進(jìn)馬達表面溫度在70-80度都是正常的。簡(jiǎn)單的溫度測量方法有用點(diǎn)溫計的，也可以粗略判斷：用手可以觸摸1-2秒以上，不超過(guò)60度;用手只能碰一下，大約在70-80度;滴幾滴水迅速氣化，則90度以上了。

 

　　

 

 

　　3、步進(jìn)馬達發(fā)熱隨速度變化的情況：

 

　　采用恒流驅動(dòng)技術(shù)時(shí)，步進(jìn)馬達在靜態(tài)和低速下，電流會(huì )維持恒定，以保持恒力矩輸出。速度高到一定程度，馬達內部反電勢升高，電流將逐步下降，力矩也會(huì )下降。因此，因銅損帶來(lái)的發(fā)熱情況就與速度相關(guān)了。靜態(tài)和低速時(shí)一般發(fā)熱高，高速時(shí)發(fā)熱低。但是鐵損(雖然占的比例較小)變化的情況卻不盡然，而馬達整個(gè)的發(fā)熱是二者之和，所以上述只是一般情況。

 

　　4、發(fā)熱帶來(lái)的影響：

 

　　步進(jìn)電機發(fā)熱雖然一般不會(huì )影響電機的壽命，對大多數客戶(hù)沒(méi)必要理會(huì )。但是嚴重時(shí)會(huì )帶來(lái)一些負面影響。如馬達內部各部分熱膨脹系數不同導致結構應力的變化和內部氣隙的微小變化，會(huì )影響馬達的動(dòng)態(tài)響應，高速會(huì )容易失步。又如有些場(chǎng)合不允許馬達的過(guò)度發(fā)熱，如醫療器械和高精度的測試設備等。因此對馬達的發(fā)熱應當進(jìn)行必要的控制。

 

　　5、如何減少馬達發(fā)熱：

 

　　減少馬達發(fā)熱，就是減少銅損和鐵損。 減少銅損有兩個(gè)方向，減少電阻和電流，這就要求在選型時(shí)盡量選擇電阻小和額定電流小的馬達，對兩相馬達，能用串聯(lián)的馬達就不用并聯(lián)馬達。但是這往往與力矩和高速的要求相抵觸。對于已經(jīng)選定的馬達，則應充分利用驅動(dòng)器的自動(dòng)半流控制功能和脫機功能，前者在馬達處于靜態(tài)時(shí)自動(dòng)減少電流，后者干脆將電流切斷。另外，細分驅動(dòng)器由于電流波形接近正弦，諧波少，馬達發(fā)熱也會(huì )較少。 減少鐵損的辦法不多，電壓等級與之有關(guān)，高壓驅動(dòng)的馬達雖然會(huì )帶來(lái)高速特性的提升，但也帶來(lái)發(fā)熱的增加。所以應當選擇合適的驅動(dòng)電壓等級，兼顧高速性，平穩性和發(fā)熱，噪音等指標。