步進電機作為一種數(shù)字執(zhí)行機構(gòu)，廣泛應(yīng)用于運動控制系統(tǒng)中。在使用步進電機時，很多用戶朋友感覺電機工作時發(fā)熱，對這種現(xiàn)象是否正常產(chǎn)生了懷疑。其實發(fā)熱是步進電機的普遍現(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電機發(fā)熱。

1.步進電機為什么會發(fā)熱？

任何電機都會發(fā)熱，只是發(fā)熱程度不同。對于各種步進電機，內(nèi)部由鐵芯和繞組線圈組成。繞組電阻大，電就會產(chǎn)生損耗，損耗與電阻和電流的平方成正比，也就是我們常說的銅損。如果電流不是標(biāo)準(zhǔn)的DC或正弦波，也會產(chǎn)生諧波損耗；鐵芯中存在磁滯渦流效應(yīng)，在交變磁場中也會產(chǎn)生損耗。其大小與材料、電流、頻率、電壓有關(guān)，稱為鐵損。銅損和鐵損會以熱量的形式表現(xiàn)出來，影響電機的效率。步進電機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。所以步進電機一般都會發(fā)熱，情況比一般交流電機更嚴(yán)重。

2.步進電機發(fā)熱的合理范圍是多少？

電機發(fā)熱的允許程度主要取決于電機的內(nèi)部絕緣等級。只有在高溫下(130度以上)，內(nèi)部絕緣性能才會被破壞。所以只要內(nèi)部溫度不超過130度，電機就不會損壞，表面溫度在90度以下。所以步進電機表面溫度在70-80度是正常的。簡單的測溫方法，用點溫度計大致可以判斷：可以用手觸摸1-2秒以上，但不能超過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.步進電機的工作模式不同，發(fā)熱也不同。

采用恒流驅(qū)動技術(shù)時，步進電機在靜止和低速時電流會保持相對恒定，以保持恒定的轉(zhuǎn)矩輸出。當(dāng)轉(zhuǎn)速達到一定程度時，電機內(nèi)部反電動勢會增大，電流逐漸減小，轉(zhuǎn)矩也會減小。因此，銅損引起的發(fā)熱與速度有關(guān)。一般來說，靜態(tài)和低速時發(fā)熱高，高速時發(fā)熱低。但是鐵損的變化(雖然占的比例很小)并不總是這樣，電機整體發(fā)熱是兩者之和，所以以上只是一般情況。

4.步進電機發(fā)熱會影響步進電機的工作壽命嗎？

雖然電機發(fā)熱一般不會影響電機的壽命，但是大部分客戶沒必要去關(guān)注。但是，嚴(yán)重發(fā)燒會帶來一些負(fù)面影響。如果電機各部分的熱膨脹系數(shù)不同，結(jié)構(gòu)應(yīng)力會發(fā)生變化，內(nèi)部氣隙也會發(fā)生微小變化，影響電機的動態(tài)響應(yīng)，在高速時容易失步。再比如有些場合不允許電機過熱，比如醫(yī)療器械、高精度測試設(shè)備等。因此，應(yīng)該控制電機的發(fā)熱。我們的步進電機用在鋼鐵機器人上，環(huán)境溫度100多度，至今正常工作。

5.步進電機發(fā)熱問題的解決方法？

如果步進電機驅(qū)動器有自動半流模式，盡量使其工作在半流狀態(tài)，因為此時步進電機全流運行產(chǎn)生的熱量最大。如果負(fù)載轉(zhuǎn)矩范圍允許，可以降低電機的額定電流，如5A電機，使其工作在4A狀態(tài)；選擇低電阻、小電流的步進電機，減少銅損和鐵損。加風(fēng)扇強制散熱。