通过减少空闲和运行电流 - 或切换到闭环控制来降低电机热量。
步进电机是广泛使用的运动控制设备，因为它们的设置简单和具有开环配置的准确定位。但可以出现与发热相关的问题。这是因为为开环步进电机提供电源的驱动器不使用反馈来控制提供给该电机的电流量。相反，驱动器始终提供全电流...无论电动机上的扭矩需求如何。所以电机以超过速度消耗电力......浪费能量并产生可避免的热量。
在某些应用中，操作员运行开环步骤电机，尽可能多地运行电流以产生最大的扭矩。确保电机将达到应用程序的位置。但随着电流的增加，电机温度也是如此。如果电机温度升高过高，则绕组短，电机停止功能。因此，设计工程师（和电机最终用户）必须找到最大化电机扭矩的方法，同时避免电机过热。
一个行业方法是设置驱动器，使电机提供额定电流。这样做会使电机很热但不太热。步进电机温度达到70°，80°，甚至90°C是正常的。虽然这些温度使其太热以触摸电机，但电机本身不会受到植物。
但是设计工程师(和电机最终用户)还能如何减少电机的热量呢?在这里，我们将探索另外三种方式:
- 减少空闲（保持）电流
- 减少运行电流
- 切换到闭环控制
首先-减少电机的空转(保持)电流
当电机加速和减速时，许多运动控制应用需要最大的扭矩以满足其标记。但是当电动机怠速或保持位置时，它需要更少的扭矩。这些实例是降低电机电流的好时机。
大多数现代步进驱动器自动执行此操作。例如，驱动器可能会将空闲电流降低到运行电流的50％。更复杂的步进驱动器让设计工程师将空闲电流编程到0到100％之间的任何值。如果阶梯电机仍花费适度的时间静置，则减少空闲电流对电机的热量显着影响。
降低运行电流
许多设计工程师在谨慎时小心时误差 - 通常选择具有足够多于足够扭矩（而不是足够的电机）的电动机。在这些场景中，可以使用一些试验和错误测试减少电机的运行电流。基本上，这需要通过少量减少运行电流并监控运动输出。如果此试运行证明成功，请再次减少运行电流并重新测试电机性能。
继续进行调整，直到电机错位或摊位。然后略微增加电流，以便电机恢复精确定位。在某些情况下 - 尤其是当步进电机超大为应用时 - 工程师可以减少运行电流足以可测量地降低电机的温度。
第三 - 切换到闭环步进电机系统
当用闭环步进电机系统更换开环步进电机系统时，发生的热量最大的减少。步进电机可在伺服控制回路内操作，当配备高分辨率编码器并由合适的闭环驱动器供电。这种相对新的系统配置需要工程师替换应用的电机和驱动器。但是降温的幅度通常值得。
回顾一下，闭环步进电机系统使用反馈回路来精确控制步进电机的电流、速度和位置。电流回路确保由驱动器提供给电机的电流只是满足扭矩需求所需的量。当电机不产生扭矩(或产生任何小于最大扭矩)时，电机电流自动下降相应。这种闭环控制方案显著提高电机温度，在某些应用中降低了50%或更多。
闭环台阶的额外优点是快速加速度和较高的吞吐量（比额定保持扭矩高达50％）以及更安静的操作（即使是10 dB更安静），因为电机绕组中的电流较少。加上没有摊位，系统精度更高。
闭环步骤电机采用高分辨率编码器，并由集成的闭环驱动器驱动，当负载不要求扭矩时，由集成的闭环驱动器自动降低电流。
测试结果证实，闭环步骤电机仅在需要时延迟电流，因此它们运行冷却器，而且功耗低于开环选项。考虑运行开环和关闭循环变体的实际测试以获取相同的运动配置文件：
- 加速= 100 rev / sec2和减速= 100 rev / sec2
- 距离= 5 Rev和Speed = 10 Rev / Sec
- 停留时间= 0.1秒
两者都携带一个设定的载荷惯量和转子惯性，并从48 VDC电源操作）。结果在附带的图表中，该曲线图表明，传送这种输出的开环步进系统的平均功耗使用43.8W。相反，相当于14.2W的可比闭环步进系统以提供相同的例程。降低功耗转化为较少的发热和较低的能量票据。
应用运动产品公司进行的测试结果证实，闭环步进系统消耗的电流比可比的开环步进系统更少，而且保持更凉爽。
应用运动产品|applipt-motion.com.
Eric Rice毕业于伊利诺伊州Urbana-Champaign的Ituniversity的电气工程学位。
他于1997年加入了应用的运动产品作为应用工程师，专门从事步进电机，伺服电机，驱动器和控制。
提交：运动控制提示那驱动器（步进）+放大器
告诉我们你的想法！