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步進馬達的發熱問題及解決方案

  任何馬達都會發熱,只是發熱程度不同而已,關於各種馬達而言,內部都是由鐵芯和繞組線圈組成的,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成正比,這就是我們常說的銅損,假設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方式表現出來,從而影響馬達的效率。


  步進馬達普通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,因而步進馬達普遍存在發熱情況,且情況比普通交流馬達嚴重。


  步進馬達發熱固然普通不會影響步進馬達的壽命,對大多數客戶來說沒必要理會。但是,嚴重的發熱會帶來一些負面影響。如步進馬達內部各部分熱收縮係數不同導致結構應力的變化和內部氣隙的微小變化,會影響步進馬達的動態回應,高速會容易失步。如有些場所不允許步進馬達的過度發熱,如醫療器械和高精度的測試設備等。因此對步進馬達的發熱應當中止必要的控制,我們的步進馬達用在鋼鐵機器人上,環境溫度100多度,至今工作正常。


  要減少步進馬達的發熱可以採取的措施如下:假設步進馬達驅動器有自動半流方式,儘量讓其工作在半流狀態,由於此時步進馬達全流工作發熱最大。假設負載力矩範圍允許的情況下,可以把步進馬達額定電流降下來,比如5A步進馬達,讓其工作在4A狀態下工作,選擇低電阻,低電流,減少銅損和鐵損,加裝風機,強迫散熱。

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