发热是步进电机的常见现象,但是什么程度的热量才算正常,以及如何最大限度地减少步进电机产生的热量呢?下面简单分析一下。
一、步进电机发热的原因
1、步进电机为什么会发热?对于各种步进电机来说,内部都是由铁芯和绕组线圈组成。绕组有电阻,通电会产生损耗。损耗的大小与电阻和电流的平方成正比。该电流不是标准的直流或正弦波,也会产生谐波损耗;铁芯具有磁滞涡流效应,这种效应在交变磁场中也会发生。都会有损耗,损耗的大小与材料、电流、频率、电压有关。这称为铁损。铜损和铁损都会以热量的形式出现,从而影响电机的效率。步进电机体积较大,谐波成分较高。电流交替的频率也随着速度而变化。因此,步进电机一般比普通交流电机产生更多的热量。
2、步进电机发热范围合理。允许电机发热的程度主要取决于电机内部绝缘水平。内部绝缘性能在高温下也不会损坏(130度只要内部不超过130度,表面温度就会在90度以下。步进电机表面温度70-70度是正常的80度。简单测温方法可以用温度计粗略判断:如果用手能触摸1-2秒以上,就不会超过60度。如果只能用手触摸,大概是70-80度左右,如果滴几滴水,很快就汽化了,那就是90度以上。
3、步进电机的发热随着速度的变化而恒定,以保持恒定的扭矩输出。当转速足够高时,电机内部的反电动势增大,电流会逐渐减小,扭矩也会减小。与铜损引起的热量有关。在静态和低速时情况并非总是如此,电机的整个发热是两者的总和。以上只是一般情况。
2、步进电机发热问题的解决方案
1.减少电机产生的热量。减少热量意味着减少铜损和铁损。降低铜损有两个方向:降低电阻和电流。这就要求在选型时尽量选择电阻小、额定电流小的电机。对于两相电机,如果可以使用串联电机,则不需要并联电机,但这往往与扭矩和高转速的要求相冲突。
2、所选电机应充分利用驱动器的自动半流控制功能和脱机功能。前者在电机静止时自动减小电流,后者只是简单地切断电流。
3、另外,细分后的驱动器电流波形接近正弦波,谐波较少,电机发热较少。降低铁损的方法不多,与电压等级有关。虽然高压驱动电机会改善高速特性,但也会增加发热。
4、应综合考虑高频性能、稳定性、发热、噪声等指标,选择合适的驱动电压等级。
3、步进电机转速不升、丢步如何解决?
首先改变电机的参数(例如:57步进电机电阻=0.5欧姆,电感=0.8MH)。如果我们想提高高速性能,可以相应地降低步进电机的电阻和电感,这样就会提高速度和高速度。片刻)。
其次,可以提高步进驱动器的电源电压,使得换向时的有效电流磁场因高速时的高电压而增大。
如果交流电源与步进驱动器直流母线之间没有隔离(如变压器),请勿将直流母线的非隔离端口或非隔离信号的地接地。这可能会导致设备损坏和人身伤害。由于交流公共电压不直接接地,因此直流母线地与地之间可能存在非常高的电压。
1. 在大多数高压步进驱动器系统中,所有公共地和地在信号端连接在一起。多种接地方式产生的接地环路很容易受到噪声的影响,并在不同的参考点产生电流。
2. 为了保持命令参考电压恒定,请将步进驱动器的信号地连接到控制器的信号地。它还会连接到外部电源的地,这会影响控制器和步进电机驱动器的运行。
3、屏蔽层接地困难。有几种方法。屏蔽层的正确接地点位于其电路内的参考电位点。这一点取决于噪声源和接收器是接地还是浮动。确保屏蔽层在同一点接地,以免接地电流流过屏蔽层。