步進(jìn)電機(jī)作為一種數(shù)字執(zhí)行機(jī)構(gòu)，廣泛應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中。在使用步進(jìn)電機(jī)時(shí)，很多用戶朋友感覺(jué)電機(jī)工作時(shí)發(fā)熱，對(duì)這種現(xiàn)象是否正常產(chǎn)生了懷疑。其實(shí)發(fā)熱是步進(jìn)電機(jī)的普遍現(xiàn)象，但是什么樣的發(fā)熱程度是正常的，如何最大限度的減少步進(jìn)電機(jī)發(fā)熱。
1.步進(jìn)電機(jī)為什么會(huì)發(fā)熱？
任何電機(jī)都會(huì)發(fā)熱，只是發(fā)熱程度不同。對(duì)于各種步進(jìn)電機(jī)，內(nèi)部由鐵芯和繞組線圈組成。繞組電阻大，電就會(huì)產(chǎn)生損耗，損耗與電阻和電流的平方成正比，也就是我們常說(shuō)的銅損。如果電流不是標(biāo)準(zhǔn)的DC或正弦波，也會(huì)產(chǎn)生諧波損耗；鐵芯中存在磁滯渦流效應(yīng)，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)，稱為鐵損。銅損和鐵損會(huì)以熱量的形式表現(xiàn)出來(lái)，影響電機(jī)的效率。步進(jìn)電機(jī)一般追求定位精度和轉(zhuǎn)矩輸出，效率低，電流大，諧波成分高，電流的交變頻率也隨轉(zhuǎn)速變化。所以步進(jìn)電機(jī)一般都會(huì)發(fā)熱，情況比一般交流電機(jī)更嚴(yán)重。
2.步進(jìn)電機(jī)發(fā)熱的合理范圍是多少？
電機(jī)發(fā)熱的允許程度主要取決于電機(jī)的內(nèi)部絕緣等級(jí)。只有在高溫下(130度以上)，內(nèi)部絕緣性能才會(huì)被破壞。所以只要內(nèi)部溫度不超過(guò)130度，電機(jī)就不會(huì)損壞，表面溫度在90度以下。所以步進(jìn)電機(jī)表面溫度在70-80度是正常的。簡(jiǎn)單的測(cè)溫方法，用點(diǎn)溫度計(jì)大致可以判斷：可以用手觸摸1-2秒以上，但不能超過(guò)60度；只能用手摸，大概70-80度；幾滴水迅速蒸發(fā)，溫度在90度以上。
3.步進(jìn)電機(jī)的工作模式不同，發(fā)熱也不同。
采用恒流驅(qū)動(dòng)技術(shù)時(shí)，步進(jìn)電機(jī)在靜止和低速時(shí)電流會(huì)保持相對(duì)恒定，以保持恒定的轉(zhuǎn)矩輸出。當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定程度時(shí)，電機(jī)內(nèi)部反電動(dòng)勢(shì)會(huì)增大，電流逐漸減小，轉(zhuǎn)矩也會(huì)減小。因此，銅損引起的發(fā)熱與速度有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，靜態(tài)和低速時(shí)發(fā)熱高，高速時(shí)發(fā)熱低。但是鐵損的變化(雖然占的比例很小)并不總是這樣，電機(jī)整體發(fā)熱是兩者之和，所以以上只是一般情況。
4.步進(jìn)電機(jī)發(fā)熱會(huì)影響步進(jìn)電機(jī)的工作壽命嗎？
雖然電機(jī)發(fā)熱一般不會(huì)影響電機(jī)的壽命，但是大部分客戶沒(méi)必要去關(guān)注。但是，嚴(yán)重發(fā)燒會(huì)帶來(lái)一些負(fù)面影響。如果電機(jī)各部分的熱膨脹系數(shù)不同，結(jié)構(gòu)應(yīng)力會(huì)發(fā)生變化，內(nèi)部氣隙也會(huì)發(fā)生微小變化，影響電機(jī)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，在高速時(shí)容易失步。再比如有些場(chǎng)合不允許電機(jī)過(guò)熱，比如醫(yī)療器械、高精度測(cè)試設(shè)備等。因此，應(yīng)該控制電機(jī)的發(fā)熱。我們的步進(jìn)電機(jī)用在鋼鐵機(jī)器人上，環(huán)境溫度100多度，至今正常工作。
5.步進(jìn)電機(jī)發(fā)熱問(wèn)題的解決方法？
如果步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器有自動(dòng)半流模式，盡量使其工作在半流狀態(tài)，因?yàn)榇藭r(shí)步進(jìn)電機(jī)全流運(yùn)行產(chǎn)生的熱量最大。如果負(fù)載轉(zhuǎn)矩范圍允許，可以降低電機(jī)的額定電流，如5A電機(jī)，使其工作在4A狀態(tài)；選擇低電阻、小電流的步進(jìn)電機(jī)，減少銅損和鐵損。加風(fēng)扇強(qiáng)制散熱。
