德國SEW電機選型后使用應(yīng)注意哪些問題?
不同的設(shè)備選擇的步進電機的型號可能不同,步進電機的選型很,步進電機在前期選型上投入的精力越多,后期電機需要維護的成本就越小。另一方面,后續(xù)電機的使用也要注意一些問題,以免出現(xiàn)不必要的損失。
德國SEW電機選型后具體應(yīng)用注意事項
德國SEW電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。在非載的情況下,電機的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù),而不受負(fù)載變化的影響,即給電機加一個脈沖信號,電機則轉(zhuǎn)過一個步距角。這一線性關(guān)系的存在,加上步進電機只有周期性的誤差而無累積誤差等特點。使得在速度、位置等控制領(lǐng)域用步進電機來控制變得非常的簡單。
德國SEW電機在應(yīng)用過程中注意以下幾點:
1、德國SEW電機應(yīng)用于低速場合—每分鐘轉(zhuǎn)速不過1000轉(zhuǎn),在150-450RPM間使用,可通過減速裝置使其在此間工作,此時電機工作效率高,噪音低。
2、德國SEW電機不使用整步狀態(tài),整步狀態(tài)時振動大。
3、由于歷史原因,只有標(biāo)稱為12V電壓的電機使用12V外,其他電機的電壓值不是驅(qū)動電壓伏值,可根據(jù)驅(qū)動器選擇驅(qū)動電壓(建議: 42電機采用直流12V-24V,57電機采用直流24-36V),當(dāng)然12伏的電壓除12V恒壓驅(qū)動外也可以采用其他驅(qū)動電源,不過 要考慮溫升。
4、轉(zhuǎn)動慣量大的負(fù)載應(yīng)選擇大機座號電機。
5、德國SEW電機在較高速或大慣量負(fù)載時,一般不在工作速度起動, 而采用逐漸升頻提速,先電機不失步,其次可以減少噪音同時可以提高停止的定位精度。
6、高精度時,應(yīng)通過機械減速、提高電機速度,或采用高細(xì)分?jǐn)?shù)的驅(qū)動器來解決。
7、德國SEW電機不應(yīng)在振動區(qū)內(nèi)工作,如若必須可通過改變電壓、電流或加一些阻尼的解決。
8、德國SEW電機在90RPM以下工作,應(yīng)采用小電流、大電感、低電壓來驅(qū)動。
步進電機發(fā)熱嚴(yán)重的原因有這幾個方面:
1、驅(qū)動器所設(shè)的電流比電機的額定電流大。
2、德國SEW電機的轉(zhuǎn)速過快。
3、德國SEW電機本身的慣量和定位轉(zhuǎn)矩大,所以即使是中速運轉(zhuǎn)也會發(fā)熱,但不影響電機的壽命
德國SEW電機的退磁點在130-200℃,所以電機在70-90℃屬于正?,F(xiàn)象,只要小于130℃就一般沒有什么問題,如果真的感覺過熱,就把驅(qū)動器的電流設(shè)成電機額定電流的70%左右或者電機的轉(zhuǎn)速降低一些。
備注:一般情況下發(fā)熱由以上幾點造成,但無需過度擔(dān)心,均是功率較大的緣故,如果過燙,可以關(guān)閉電源冷卻后再使用。
電機發(fā)熱的原理:
我們通常見到的各類電機,內(nèi)部都是有鐵芯和繞組線圈的。繞組有電阻,通電會產(chǎn)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,如果電流不是標(biāo)準(zhǔn)的直流或正弦波,還會產(chǎn)生諧波損耗;鐵心有磁滯渦流效應(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),這叫鐵損。銅損和鐵損都會以發(fā)熱的形式表現(xiàn)出來,從而影響電機的效率。步進電機一般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(zhuǎn)速而變化,因而步進電機普遍存在發(fā)熱情況,且情況比一般交流電機嚴(yán)重。
德國SEW電機發(fā)熱允許到什么程度,主要取決于電機內(nèi)部絕緣等級。內(nèi)部絕緣性能在高溫下(130度以上)才會被破壞。所以只要內(nèi)部不過130度,電機不會損環(huán),而這時表面溫度會在90度以下。所以,步進電機表面溫度在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1-2秒以上,不過60度;用手只能碰一下,大約在70-80度;滴幾滴水迅速氣化,則90度以上了。
德國SEW電機發(fā)熱隨速度變化的情況:
采用恒流驅(qū)動技術(shù)時,步進電機在靜態(tài)和低速下,電流會維持恒定,以保持恒力矩輸出。速度高到一定程度,電機內(nèi)部反電勢升高,電流將逐步下降,力矩也會下降。因此,因銅損帶來的發(fā)熱情況就與速度相關(guān)了。靜態(tài)和低速時一般發(fā)熱高,高速時發(fā)熱低。但是鐵損(雖然占的比例較小)變化的情況卻不盡然,而電機整個的發(fā)熱是二者之和,所以上述只是一般情況。
德國SEW電機發(fā)熱雖然一般不會影響電機的壽命,對大多數(shù)客戶沒必要理會。但是嚴(yán)重時會帶來一些負(fù)面影響。如電機內(nèi)部各部分熱膨脹系數(shù)不同導(dǎo)致結(jié)構(gòu)應(yīng)力的變化和內(nèi)部氣隙的微小變化,會影響電機的動態(tài)響應(yīng),高速會容易失步。又如有些場合不允許電機的過度發(fā)熱,如醫(yī)療器械和高精度的測試設(shè)備等。因此對電機的發(fā)熱應(yīng)當(dāng)進行必要的控制。
怎樣減少電機的發(fā)熱:
減少發(fā)熱,就是減少銅損和鐵損。 減少銅損有兩個方向,減少電阻和電流,這就要求在選型時盡量選擇電阻小和額定電流小的電機,對兩相電機,能用串聯(lián)的電機就不用并聯(lián)電機。但是這往往與力矩和高速的要求相抵觸。對于已經(jīng)選定的電機,則應(yīng)充分利用驅(qū)動器的自動半流控制功能和脫機功能,前者在電機處于靜態(tài)時自動減少電流,后者干脆將電流切斷。另外,細(xì)分驅(qū)動器由于電流波形接近正弦,諧波少,電機發(fā)熱也會較少。 減少鐵損的辦法不多,電壓等級與之有關(guān),高壓驅(qū)動的電機雖然會帶來高速特性的提升,但也帶來發(fā)熱的增加。所以應(yīng)當(dāng)選擇合適的驅(qū)動電壓等級,兼顧高速性,平穩(wěn)性和發(fā)熱,噪音等指標(biāo)。