步進電機組成結構配件及發熱故障解決方法

? ? 步進電機基本結構相同，一般由轉子、 定子線圈、軸承、進給絲桿、閥芯等組成。步進電機的轉 子由永久磁鐵構成，N極和S極在圓周上相間排列，共有 8對磁極。定子由A、B兩個定子構成，其內繞有A、B兩 組線圈，線圈由導磁材料制成的爪極包圍。每個定子各有 8對爪極，每對爪極之間的間距為一個爪的寬度，A、B兩 定子爪極相差一個爪的位差，組成一體安裝在外殼上。

由3部分構成：控制電路、驅動電路和步進電機。

①控制電路：用于產生脈沖，控制電機的速度和轉向。

②驅動電路：即本文的研究內容，由圖1所示的脈沖信號分配和功率驅動電路組成。根據控制器輸入的脈沖和方向信號，為步進電機各繞組提供正確的通電順序，以及電機需要的高電壓、大電流；同時提供各種保護措施，比如過流、過熱等。

③步進電機：控制信號經驅動器放大后驅動步進電機，帶動負載。

步進電機的發熱問題及解決方法：

? ? 任何電機都會發熱，只是發熱程度不同而已，關于各種電機而言，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，從而影響電機的效率。

? ? 步進電機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，因而步進電機普遍存在發熱情況，且情況比普通交流電機嚴重。

? ? 步進電機發熱固然普通不會影響步進電機的壽命，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。如步進電機內部各部分熱收縮系數不同導致結構應力的變化和內部氣隙的微小變化，會影響步進電機的動態響應，高速會容易失步。如有些場所不允許步進電機的過度發熱，如醫療器械和高精度的測試設備等。因此對步進電機的發熱應當中止必要的控制，我們的步進電機用在鋼鐵機器人上，環境溫度100多度，至今工作正常。

? ? 要減少步進電機的發熱可以采取的措施如下：假設步進電機驅動器有自動半流方式，盡量讓其工作在半流狀態，由于此時步進電機全流工作發熱大。假設負載力矩范圍允許的情況下，可以把步進電機額定電流降下來，比如5A步進電機，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。