步進驅動係統數（shù）控切割機過熱現象問答

　　目前我國經濟型數控切割機傳動係統構成中，多采用步進驅動係統作為首選。所謂步進電機，是將電脈衝信號轉變為角位移（yí）或（huò）線位移的開環控製元步進電機件。在非超載的情況下，電機的轉速、停止（zhǐ）的位置隻取決（jué）於脈衝信號的頻率和脈衝數，而不受負載變化的影響，當步進驅動器接收到一個脈衝（chōng）信（xìn）號，它（tā）就驅動步進電機按設定的方向轉（zhuǎn）動一個固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉是以固定的角（jiǎo）度一步一步運行的。可以通過控製（zhì）脈衝（chōng）個數來控製（zhì）角位移量，從而達到準確定位的目的；同時（shí）可以通過控製脈衝頻率來控製電機轉動的速度和加速度（dù），從而達到調速的目的。
　　具體在數（shù）控切割機（jī）設備應（yīng）用方麵（miàn），由（yóu）於步進驅動電機內（nèi）部（bù）都是有鐵芯和繞組線（xiàn）圈（quān）的。繞組有電阻，通電會產生損耗，損耗大小（xiǎo）與電阻和電流的平（píng）方成正比，這就是我們常說的銅損，如果電流不是（shì）標準的直（zhí）流或正弦波，還（hái）會產生諧波損耗；鐵心有磁滯（zhì）渦流效應，在交變磁場中也會產生損耗（hào），其大小與材（cái）料，電流，頻率，電壓有關，這叫（jiào）鐵損。銅損和鐵損都會以發熱的形式（shì）表現出來，從而影響電機的效率。步進電機（jī）一般追求定位精度和力矩輸出，效率比較（jiào）低，電流一般比較大，且諧波（bō）成分高，電流交變的頻率也隨轉速而變化，因而步進電（diàn）機普遍存在發熱情況，且情況比（bǐ）一（yī）般交流電機嚴重。
　　以下是武漢嘉倍（bèi）德科（kē）技就步（bù）進驅動係（xì）統數控切割機在日（rì）常使用過程中用戶企業所（suǒ）反映的一些過熱現象及問題予（yǔ）以解答：

　　問：電機步進電機發熱的合理範圍？
　　答：數控切割（gē）機步（bù）進電機發（fā）熱（rè）允許到什麽（me）程度，主（zhǔ）要取決於電機內部絕（jué）緣等級（jí）。內部（bù）絕緣性能在高溫下(130度以上)才會被破壞。所以（yǐ）隻要（yào）內（nèi）部不超過130度（dù），電機便不會損壞，而這時表麵溫度會在90度以下。所以，電機步進電機表麵溫（wēn）度在70-80度都是正常的。簡單的溫度測量方法有用點溫計的，也可以粗略判斷：用手可以觸摸（mō）1-2秒以上，不超過60度;用手隻能碰一下，大約在（zài）70-80度（dù）;滴幾滴水迅速氣（qì）化，則90度以上了。

　　問：電機步進電機工作方式不同，發熱也不同？
　　答：采用恒流驅動技術（shù）時，數控切割機步進電機在靜態和低速下，電流會維持相對恒（héng）定，以保持恒力矩輸出。速度（dù）高到一（yī）定程度，電機（jī）內部反電勢升高，電流將逐步下（xià）降（jiàng），力矩也會下降。因此，因銅損帶來（lái）的（de）發熱（rè）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（shì）鐵損(雖然占的比例較小)變化的情況卻（què）不盡然，而電機整個的發熱是二者之和，所以（yǐ）上述隻是一般（bān）情況（kuàng）。

　　問：數控切割（gē）機步進電機發熱會影響工作壽命（mìng）嗎？
　　答：數控切割機電機發熱雖然一般不（bú）會影響電機的（de）壽（shòu）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麵（miàn）影響。如電機內部各部分熱膨脹係數不同導致結構應力的變（biàn）化和（hé）內部氣隙的微小變化，會影響電（diàn）機的動態響應，高速會容易失步。又如有些場合（hé）不允許電機（jī）的過度發熱，如醫療器械和高（gāo）精度的測試設（shè）備等。因此對電機的發（fā）熱應當進行（háng）必要的控製。我們的步進電機用在鋼（gāng）鐵機器人上，環（huán）境溫度100多度，至今工作正常。

　　問：電機步進電機發熱問題（tí）的解決（jué）方案？
　　答：如果電機步進電機驅動器（qì）有自（zì）動半流模式，盡量讓其工作在半流狀態，因為此時（shí）電機步進電機全流（liú）工作發熱最大 。 如果負載力矩範圍允許的情況下，可以把電機額定電流降下來，比如5A電機，讓其工作在4A狀態下，選擇低電阻，低（dī）電流（liú）的電機 步進電（diàn）機，減少銅損和鐵（tiě）損。 加裝風機，強製散熱。

　　問：不同種類數控切割機步進驅動發熱是否一樣？
　　答：步進電機在構造上有三種主要類型，具體為反應式（Variable Reluctance，VR）、永磁式（Permanent Magnet,PM）和混合式（Hybrid Stepping,HS）。其中（zhōng）混合式步進電機綜合了反應式和永磁式的優點，其定（dìng）子上有多相繞組、轉子上采（cǎi）用（yòng）永磁材料，轉子和（hé）定子上均有多個小（xiǎo）齒以提高步矩精度。其特點是輸出力矩大、動態性能好，步距角小，但（dàn）結構複雜、成本相對較高。按定子上繞組來分，共有二相、三（sān）相和五相等係列。最受歡迎的是兩相混合式（shì）步進電機，約占97%以上的市場份額（é），其原因是性價比高（gāo），配上細分驅動器後效（xiào）果良好。該種電（diàn）機的基本步距角為1.8°/步，配上半步驅動器後，步距角（jiǎo）減少為0.9°，配上細分驅動器（qì）後其（qí）步距角可細分達256倍（0.007°/微步）。由於摩擦力和（hé）製造精度等原因，實際控製精度略低。從實際發熱綜合數據對比情況來看，兩相混合式步進電機發熱量相對較小。

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