技術文章
步進電機基本知識問答
閱讀:512 發布時間:2011-4-7
1.步進電機的"保持轉矩"和"定位轉矩"有何不同?
保持轉矩是指電機各相繞組通電額定電流,且處于靜態鎖定狀態時,電機所能輸出的zui大轉矩,是電機選型時zui重要的參數之一。定位轉矩是指電機各相繞組不通電且處于開路狀態時, 由于混合式電機轉子上有永磁材料產生磁場,從而產生的轉矩。一般定位轉矩遠小于保持轉矩。星否存在定位轉矩是混合式步進電機區別于反應式步進電機的重要標志。
2.步進電機發熱是否屬于正常現象?一般溫度范圍是多少?
(1)電機發熱的原理
我們通常見到的各類電機,內部都是有鐵心和繞組線圈的。繞組有電阻,通電會產生損耗,損耗大小與電阻和電流的平方咸正比,這就是我們常說的銅損,如果電流不是標準的直流或正弦波,還會產生諧波損耗;鐵心有磁滯渦流效應 在交變磁場中也會產生損耗,其大小與材料 、電流、頻率、電壓有關.這叫鐵損。銅損和鐵損都會以發熱的形式表現出來,從而影響電機的效率。步進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。因而步進電機普遍存在發熱情況,且情況比一般交流電機嚴重。
(2)步進電機發熱的合理范圍
電機發熱允許到什么程度.主要取決于電機內部絕緣等級-內部絕緣性能在高溫下(130℃以±)才會被破壞。所以只要內部不超過130℃, 電機不會損環,而這時表面溫度會在90℃以下。所以,步進電機表面溫度在70C℃—80℃都是正常的簡單的溫度測量方法有用測溫計的也可以粗略判斷月手可以觸摸1~2s以上, 不超過60℃,用手只能碰一下. 大約在70℃一80℃,滴幾滴水迅速氣化,則90℃以上了。
(3)步進電機發熱隨速度變化的情況
采用恒流驅動技術時,步進電機在靜態和低速下,電流會維持恒定 以保持恒力矩輸出,速度高到一定程度,電機內部反電勢升局,電流將逐步下降 力矩也會下降。因此,因銅損帶來的發熱情況就與速度相關了。靜態和低速時一般發熱高,高速時發熱低。但是鐵損{雖然占的比例較小)變化的情況卻不盡然,而電機整個納發熱是二者之和,所以上述只是一般情
(4)發熱帶來的影響
電機發熱雖然一般不會影響電機壽命,對大多數客戶沒必要理會。但是嚴重時會帶來一些負面影響。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,會影響電機的動態響應 高速會容易失步。又如有些組合不允許電機扣過度發熱,如醫
療器械和高精度的測試設備等。因此,對電機的發熱應當進行必要的控制。
(5)減少電機的發熱措旆
減少發熱,就是減少銅損和鐵損。減少銅損有兩個方向 減少電阻和電流,這就要求在選型時盡量選擇電阻小和額定電流小的電機,對兩相電機 能用串聯的電機就不用并聯電機。但是這往往與力矩和高速的要求相抵觸。對于已經選定的電機,則應充分利用驅動器的自動半流控制功能和脫機功能,前者在電機處于靜態時自動減少電流,后者于脆將電流切斷。另外 細分驅動器由于電流波形接近正弦,諧波少.電機發熱也會較少。減少鐵損的辦法不多,電壓等級與之有關, 高壓驅動的電機雖然會帶來高速特性的提升。但也帶來發熱的
增加,所以應當選擇合適的驅動電壓等級,兼顧高速性,平穩’性和發熱,噪聲等指標。