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步进电机的工作温度及湿度

文章来源:未知人气:发表时间:2019-09-02 10:23

步进电机规格书上一般要求步进电机的工作温度范围是0~50°,湿度20%~90%RH;保存温度范围是-20~70°,湿度15~95%RH。而产品彩页上要求:使用时请确保电机的表面温度在100度以下。现在对于步进电机使用环境要求说明如下:
关于温度方面的要求:
步进电机绝缘材料标准是ULB级,这是指电机绝缘系统的耐温在130°以内,考虑到电机内外温差及安全系数,所以要求电机的表面温度低于100度。考虑到一般室温温度在40°以内,所以要求电机线圈的温升控制在80K以内。如果电机线圈温度超过绝缘系统的限定温度,很容易把电机线圈漆包线和绝缘槽、PCB板等绝缘系统烧坏,导致电机失效(一般是断路,但也有短路现象)。
电机的额定电流的参数主要也是根据电机可以承受的发热量来计算出来的。如果电机的工作环境温度比较高,就要考虑降低电机的工作电流来降低温升,最终将电机内部发热控制在绝缘系统可以承受的范围内。例如,如果环境温度在60°,那电机温升就要控制在60K以内。因为绝大多数步进电机厂家的绝缘材料都是B级标准,更高等级的绝缘材料几乎不可能去对应或者成本太高,所以在工作环境温度比较高的应用场合,比较现实的选择是控制电机的温升,也就是加强散热条件或者降低电机的工作电流来实现。
步进电机温度过高,除了影响绝缘系统的安全性之外,还会影响永磁铁的稳定性。永磁铁随温度上升会退磁,从而降低电机的工作力矩。步进电机的磁铁在130°之内的退磁因素可以忽略不计,但一些厂家的磁石即使在绝缘系统可以承受的问题范围内,已经有明显的力矩衰减问题了。
步进电机的温度过低,会让轴承的油脂凝固,从而失去轴承的润滑作用,所以低于0度的情况下要考虑选用低温轴承。如果客户在电机工作之前先通电让电机发热起来,达到电机要求的工作温度再让电机转动也是可以接受的,但设备的启动流程上要相应设置。
如果使用耐低温轴承,一般电机让步进电机的工作温度达到-45°,但电机需要定制,一般不做这种定制产品,需要另外厂家定制。
关于湿度方面的要求:
步进电机对湿度方面的要求,主要是要避免电机里面结露。步进电机转子的外表面和定子的内表面的硅钢片除了加工时候涂防锈油之外一般没有其他措施防锈,如果湿度过大很容易在表面结露,从而引起生锈。由于步进电机的转子和定子的间隙很小,锈斑很可能会卡死转子从而让电机失效。另外一方面是湿度太高,也会影响绝缘材料的绝缘特性,对于一般工作电机很低的小尺寸步进电机一般影响不大,但对于驱动电压比较高的步进电机,这种影响还是不能够忽略的。
参考资料:电机绝缘材料耐热材料等级说明。
UL将绝缘系统的认证等级根据耐热温度由低往高分为:Y A E B F H C级。
以下是耐热等级的最高允许工作温度(℃) 相当于该耐热等级的绝缘材料的简述。
Y级耐温90°,用未浸渍过的棉纱、丝及纸等材料或其组合物所组成的绝缘结构。所以Y级是不需要做什么处理的材料就可以胜任。
A级耐温105°, 用浸渍过的或浸在液体电介质(如变压器油中的棉纱、丝及纸等材料或其组合物所组成的绝缘结构)。
E级耐温120°,用合成有机薄膜、合成有机瓷漆等材料其组合物所组成的绝缘结构
B级耐温130°, 用合适的树脂粘合或浸渍、涂覆后的云母、玻璃纤维、石棉等,以及其他无机材料、合适的有机材料或其组合物所组成的绝缘结构。
F级耐温155°, 用合适的树脂粘合或浸渍、涂覆后的云母、玻璃纤维、石棉等,以及其他无机材料、合适的有机材料或其组合物所组成的绝缘结构。
H 级耐温180°, 用合适的树脂(如有机硅树脂)粘合或浸渍、涂覆后的云母、玻璃纤维、石棉等材料或其组合物所组成的绝缘结构。
C级耐温180以上,用合适的树脂粘合或浸渍、涂覆后的云母、玻璃纤维、以及未经浸渍处理的云母、陶瓷、石英等材料或其组合物所组成的绝缘结构。


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