無刷步進(jìn)電機(jī)發(fā)熱解決方法

無刷步進(jìn)電機(jī)作為數(shù)字執(zhí)行行元件，無刷步進(jìn)電機(jī)廣泛用于運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。當(dāng)許多用戶和朋友使用步進(jìn)電機(jī)時(shí)，電機(jī)在工作時(shí)有很大的熱量。目前尚不清楚這種現(xiàn)象是否正常。事實(shí)上，熱量是無刷步進(jìn)電機(jī)的常見現(xiàn)象，但是什么樣的熱量是正常的，如何最大限度地減少無刷步進(jìn)電機(jī)的發(fā)熱？以下是一些簡(jiǎn)單的分析。

1、為什么無刷步進(jìn)電機(jī)會(huì)升溫

對(duì)于各種無刷步進(jìn)電機(jī)，內(nèi)部由鐵芯和繞組線圈組成。繞組有電阻，功率會(huì)產(chǎn)生損耗。損耗的大小與電阻和電流的平方成正比。這就是我們常說的銅隕。如果電流不是標(biāo)準(zhǔn)的直流或正弦波，它也會(huì)產(chǎn)生諧波損耗;磁芯具有遲滯渦流效應(yīng)也會(huì)導(dǎo)致交變磁場(chǎng)的損耗，其大小與材料，電流，頻率和電壓有關(guān)。這被稱為鐵損。銅損和鐵損均以熱量的形式表現(xiàn)出來，這會(huì)影響電動(dòng)機(jī)的效率。步進(jìn)電機(jī)一般追求定位精度和轉(zhuǎn)矩輸出，效率相對(duì)較低，電流一般較大，諧波分量較高，交流電頻率也隨轉(zhuǎn)速變化。因此，無刷步進(jìn)電動(dòng)機(jī)通常具有發(fā)熱狀態(tài)，并且情況更普遍。交流電機(jī)很嚴(yán)重。

2、無刷步進(jìn)電機(jī)發(fā)熱的合理規(guī)范

允許電動(dòng)機(jī)升溫的程度主要取決于電動(dòng)機(jī)的內(nèi)部絕緣等級(jí)。內(nèi)部絕緣性能在高溫（130度以上）下被破壞。因此，只要內(nèi)部溫度不超過130度，電機(jī)就不會(huì)受損，表面溫度會(huì)低于90度。因此，無刷步進(jìn)電機(jī)表面溫度正常在70-80度。簡(jiǎn)單的溫度測(cè)量方法對(duì)點(diǎn)溫度計(jì)很有用。它也可以粗略地判斷：它可以用手觸摸超過1-2秒，不超過60度;它只能用手觸摸，大約70-80度;滴幾滴水迅速氣化，即90度以上。

3、無刷步進(jìn)電機(jī)加熱隨速度變化

采用恒流驅(qū)動(dòng)技術(shù)，步進(jìn)電機(jī)在靜態(tài)和低速時(shí)都保持相對(duì)恒定的電流，以保持恒定的扭矩輸出。當(dāng)速度高到一定程度時(shí)，電動(dòng)機(jī)的內(nèi)部反電動(dòng)勢(shì)上升，電流逐漸減小，扭矩也會(huì)減小。因此，銅損產(chǎn)生的熱量與速度有關(guān)。通常，靜態(tài)和低速時(shí)的熱量高，高速時(shí)低。然而，鐵損的變化（盡管比例很?。┎⒎强偸侨绱耍⑶译妱?dòng)機(jī)的整體熱量是兩者的總和，因此上述僅是一般情況。

4、發(fā)熱的影響

雖然電機(jī)發(fā)熱通常不會(huì)影響電機(jī)的使用壽命。然而，嚴(yán)重的發(fā)熱可能會(huì)產(chǎn)生一些負(fù)面影響。如果電動(dòng)機(jī)各部分的熱膨脹系數(shù)不同，則結(jié)構(gòu)應(yīng)力發(fā)生變化，內(nèi)部氣隙的微小變化會(huì)影響電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，高速很容易失步。在某些情況下，不允許過度加熱電機(jī)，例如醫(yī)療設(shè)備和高精度測(cè)試設(shè)備。因此，應(yīng)該對(duì)電動(dòng)機(jī)的加熱進(jìn)行必要的控制。

5、如何減少電機(jī)的發(fā)熱量

減少熱量可減少銅損和鐵損。有兩個(gè)方向可以減少銅損，從而減少電陰和電流。這要求在選擇時(shí)盡可能選擇電阻小，額定電流小的電動(dòng)機(jī)。對(duì)于兩相電動(dòng)機(jī)，并聯(lián)電動(dòng)機(jī)可與串聯(lián)電動(dòng)機(jī)一起使用，但這通常與扭矩和高速的要求相沖突。對(duì)于選定的電機(jī)，應(yīng)充分利用驅(qū)動(dòng)器的自動(dòng)半流量控制功能和離線功能。前者在電機(jī)靜止時(shí)自動(dòng)降低電流，后者只是切斷電流。

此外，由于電流波形接近正弦波，因此細(xì)分驅(qū)動(dòng)器具有較少的諧波和較少的電機(jī)發(fā)熱。減少鐵損的方法并不多，電壓水平與之相關(guān)。雖然高壓驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)將帶來高速特性的改善，但它也帶來了熱量的增加。因此，應(yīng)選擇合適的驅(qū)動(dòng)電壓等級(jí)，同時(shí)考慮到高頻段，平滑度和散熱，噪聲等指標(biāo)。