步進(jìn)電機日常維護要點(diǎn)
步進(jìn)電機作為一種數字式執行元件，在運動(dòng)控制系統中得到廣泛的應用。許多用戶(hù)朋友在使用步進(jìn)電機的時(shí)候，感覺(jué)電機工作時(shí)有較大的發(fā)熱，心存疑慮，不知這種現象是否正常。實(shí)際上發(fā)熱是步進(jìn)電機的一個(gè)普遍現象，但怎樣的發(fā)熱程度才算正常，以及如何盡量減小步進(jìn)電機發(fā)熱呢? 首先，要了解步進(jìn)電機為什么會(huì )發(fā)熱 對于各種步進(jìn)電機而言，內部都是由鐵芯和繞組線(xiàn)圈組成的。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)，從而影響電機的效率。步進(jìn)電機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)電機普遍存在發(fā)熱情況，且情況比一般交流電機嚴重。 再者，將步進(jìn)電機發(fā)熱控制在合理范圍內 電機發(fā)熱允許到什么程度，主要取決于電機內部絕緣等級。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，電機便不會(huì )損壞，而這時(shí)表面溫度會(huì )在90度以下。所以，步進(jìn)電機表面溫度在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；當然也可以用測溫槍來(lái)檢測。 第三，步進(jìn)電機發(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)電機在靜態(tài)和低速下，電流會(huì )維持相對恒定，以保持恒力矩輸出。速度高到一定程度，電機內部反電勢升高，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，而電機整個(gè)的發(fā)熱是二者之和，所以上述只是一般情況。 第四，發(fā)熱帶來(lái)的影響 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)來(lái)說(shuō)沒(méi)必要理會(huì )。但是，嚴重的發(fā)熱會(huì )帶來(lái)一些負面影響。如電機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 )影響電機的動(dòng)態(tài)響應，高速會(huì )容易失步。又如有些場(chǎng)合不允許電機的過(guò)度發(fā)熱，如醫療器械和高精度的測試設備等。因此對電機的發(fā)熱應當進(jìn)行必要的控制。 最后，減少電機的發(fā)熱 減少發(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電機，對兩相電機，能用串聯(lián)的電機就不用并聯(lián)電機。但是這往往與力矩和高速的要求相抵觸。對于已經(jīng)選定的電機，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，前者在電機處于靜態(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，電機發(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)的電機雖然會(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。
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