電機(jī)長時間空載運行與負(fù)載運行，哪種情況更容易發(fā)熱？

有的用戶在購買的新電機(jī)之后，安裝在設(shè)備上都會進(jìn)行空載試運行。而在運行的過程中，是負(fù)載運行。有的客戶會問空載運行與負(fù)載運行，在這兩種情況下哪種情況鞥容易發(fā)熱？

只要是在正常的帶載范圍內(nèi)，步進(jìn)電機(jī)帶負(fù)載的轉(zhuǎn)速和空載沒有區(qū)別。步進(jìn)電機(jī)控制器工作在恒流斬波環(huán)境，當(dāng)電源，控制器，電機(jī)都連好以后，對于電源來說，其負(fù)載是恒定的，不管電機(jī)的負(fù)載如何變化，電源的電壓，電流都不會變化（假定電源為穩(wěn)壓電源），所謂恒流斬波，僅僅是通過斬波的方式來達(dá)到恒流的目的，即電源所提供的能量由控制器和電機(jī)來共同消耗，電機(jī)取用的能量僅僅是電源提供的一部分，還有一部分消耗在控制器上了，步進(jìn)電機(jī)的空載發(fā)熱源自銅損，鐵損和電機(jī)軸的阻尼負(fù)載；帶載發(fā)熱也同樣源自銅損，鐵損和電機(jī)軸的阻尼負(fù)載。

在驅(qū)動電流/電壓和轉(zhuǎn)速相同前提下，帶載驅(qū)動的發(fā)熱量應(yīng)該大于空載驅(qū)動，其理由是：

1、由于視在驅(qū)動電流相同，因而表面上銅損對發(fā)熱的貢獻(xiàn)基本相同；

2、但是由于帶載驅(qū)動條件下，電機(jī)繞組的電流變化率高于空載條件，因而會導(dǎo)致實際的鐵損加大；

3、而且高變化率的電流會加重繞組電流的集膚效應(yīng)，從另一個側(cè)部分增加銅損；

4、帶載工作時，電機(jī)軸往往受到軸向負(fù)載影響，阻尼加大，導(dǎo)致阻尼發(fā)熱增多。

5、微觀上，空載時，電機(jī)對外做功很小，不必從電源吸取更多的能量，此時從電源側(cè)看，供給能量除少部分克服空載阻尼外，主要用于補(bǔ)充繞組的焦耳能量損失。diangon.com相應(yīng)地，繞組中流過的電流主要源自繞組的電感儲能和續(xù)流作用，直接由電源供給的電流則只占很少一部分，遠(yuǎn)小于繞組總電流，因而此時電流變化率很小。

6、帶載后，電機(jī)開始對外做功，做功量取決于負(fù)載力矩和轉(zhuǎn)速，此時電機(jī)必須從電源吸取足夠多的能量以對抗負(fù)載造成的能量輸出，只要負(fù)載足夠大，從電源側(cè)看，供給能量除少部分克服空載阻尼以及用于補(bǔ)充繞組的焦耳能量損失外，大部分能量都用于克服負(fù)載做功了，而這部分能量是每次由PWM周期或斬波周期中由電源注入繞組的。相應(yīng)地，繞組中流過的電流中就有不小的一部分直接來自電源的周期性供給，因而此時繞組中電流的微觀變化率增大。

7、這一過程也可以用功角來解釋，空載時，步進(jìn)電機(jī)功角很小，繞組電流矢量與反電勢矢量的點積很小，繞組電流基本源自繞組電感的續(xù)流作用，消耗很小，微觀電流變化率很??；帶載時，步進(jìn)電機(jī)功角擴(kuò)大，繞組電流矢量與反電勢矢量的點積增大，由于需對外做功，繞組電流消耗增大，來自電源的周期性電流注入和補(bǔ)充增多，微觀電流變化率變大。

審核編輯 ：李倩