从家中的简单DVD播放器或打印机到高度复杂的数控机床或机械臂,步进电机几乎无处不在。它能够实现电子控制的精确运动,使这些电机可以应用于许多类似的监视器,硬盘,数控机床,3D打印机,机器人,装配机器人,激光切割机等等。在应用中,有的朋友会有疑问,步进电机长期在高温下运行会有什么后果。
如果想知道步进电机长期在高温下运行会有什么后果,首先要了解磁钢是什么。
磁钢,最原始的定义即是铝镍钴合金,是由几种硬的强金属,如铁与铝、镍、钴等合成,有时是铜、铌、钽合成,用来制作超硬度永磁合金,其金属成分的构成不同,磁性能不同,从而用途也不同。
电机磁钢主要是永磁材料做的,一般有钕铁硼磁电机磁钢、衫钴电机磁钢、铝镍钴电机磁钢。
在永磁电机的实际生产制造过程中,会将磁钢采用粘结剂固于定子或转子上,理论上分析,磁钢与配合零部件之间,可以由两者的磁力进行紧密固定,在磁钢的装配过程可以发现,两者的吸力特别大,原则上不应该出现两者的分离,但在永磁电机的实际应用过程中,还是存在磁钢脱落的事实。
为了保证两者较好的配合关系,磁钢应与固定面有较好的同形关系,即两者的配合面应尽可能地一致,并采用粘结剂进行强化固定。当永磁电机运行过程中因为温度太高导致磁钢失去磁性时,磁钢本来磁性减弱或消失,导致与配合面失去吸引力,两者只能靠较好的粘合剂进行固定,电机运行过程的振动,也极有可能导致磁钢从配合零部件上移位或脱落,导致电机定子与转子发生磨擦性的碰撞,即发生定子与转子部分出现扫膛甚至损坏绕组的恶劣后果。
同样,对于磁钢固定于转动部分的情况,转动零部件所形成的离心力、电机振动等因素也可能会导致磁钢发生非预期的位移,因而将磁钢通过粘结剂固定也是非常必要且可行的。
相对于普通电机,永磁电机过热失磁是个比较敏感的话题,磁钢磁性能下降也会导致过电流而发生过热问题。如果排除磁钢磁性能的影响而只考虑热因素,电机内循环通风路不合理,违背冷热传导自然规律,导致局部热集聚;绕组热负荷过高,发热情况超过电机热交换系统的换热水平,都可能导致电机出现失磁问题。
电机运行时,当负载电流太大,电机发热超过磁钢的抗去磁能力时,将引发磁钢发生不可逆退磁现象。此时如果为了使电机适应原本的负载进一步使负载电流加大,加重磁钢不可逆退磁现象,如此往复推波助澜,雪崩般加速不可逆退磁直至失磁。所以永磁电机长期在高温运行会降低电机寿命和性能。
为了解决电机长时间运行可能产生的高温,PMC007系列内置了电流补偿算法,可以将电机相电流与额定电流匹配,同时还搭载了高温报警和相电流检测功能,及时保护电机和控制器。在不影响性能前提下有效的限制发热,延长电机寿命。