技能培訓(xùn)資料：電壓對(duì)電機(jī)的影響

電壓影響速度是不正確的，無(wú)論電流還是電壓的變化都將改變步進(jìn)電機(jī)的矩頻特性，改變電壓同樣改變步進(jìn)電機(jī)的力矩，改變電流同樣改變步進(jìn)電機(jī)的高速性能。通用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器都是恒流斬波的，那么在實(shí)際應(yīng)用中，驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電壓和驅(qū)動(dòng)器設(shè)置電流對(duì)步進(jìn)電機(jī)的性能有什么影響呢？總體來(lái)說(shuō)：電壓影響速度，電流影響力矩。步進(jìn)電機(jī)的矩頻特性，都是在某一特定電流電壓下測(cè)試的數(shù)據(jù)，當(dāng)電流電壓發(fā)生變化，其矩頻特性也會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化。例如：適用電壓波動(dòng)范圍比較大的85電機(jī)來(lái)說(shuō)，從24V到220V的驅(qū)動(dòng)器都可以適用，F(xiàn)Y86EC502A力矩為6N.m，這是在DC80V，平均電流5A的環(huán)境下的靜轉(zhuǎn)矩，在300轉(zhuǎn)的時(shí)候力矩約5.2N.m；如果我們把電流提高到6A的話，靜轉(zhuǎn)矩則提升到6.3N.m，300轉(zhuǎn)時(shí)的力矩提升到5.4N.m；如果把電壓降低到DC24V，電流依然保持5A，靜轉(zhuǎn)矩只有5.7N.m，300轉(zhuǎn)時(shí)的力矩就只有4.3N.m了。相對(duì)來(lái)說(shuō)，相同電流的情況下，力

輝電壓更多的影響步進(jìn)電機(jī)的速度，比如一款電機(jī)，在DC24V時(shí)，空轉(zhuǎn)最高2100轉(zhuǎn)，如果用DC48V，空轉(zhuǎn)最高可達(dá)3200轉(zhuǎn)；在相同電壓的情況下，調(diào)整電流對(duì)步進(jìn)電機(jī)力矩的影響更突出。其實(shí)只說(shuō)電流影響力矩，電壓影響速度是不正確的，無(wú)論電流還是電壓的變化都將改變步進(jìn)電機(jī)的矩頻特性，改變電壓同樣改變步進(jìn)電機(jī)的力矩，改變電流同樣改變步進(jìn)電機(jī)的高速性能。

需要值得注意的是：第一，增高電壓或者增大電流，都會(huì)增加步進(jìn)電機(jī)發(fā)熱，步進(jìn)電機(jī)溫度過(guò)高會(huì)產(chǎn)生熱退磁，所以盡量選擇有一定余量的電機(jī)規(guī)格；第二，在電機(jī)力矩足夠的情況下，我們盡量把電流設(shè)置到比額定電流略小一點(diǎn)的檔位，這樣可以延長(zhǎng)步進(jìn)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器的使用壽命；第三，一款額定電壓為80V的驅(qū)動(dòng)器，我們盡量用到70V左右，額定電壓AC18-80V，但是民用電和工業(yè)用電都存在一定的電壓波動(dòng)范圍，機(jī)器上電和斷電的瞬間峰值電流電壓會(huì)很高，所以留一些余量將大大降低返修率。一些小品牌的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器會(huì)給使用100V電容的驅(qū)動(dòng)器標(biāo)稱(chēng)電壓范圍C24-0V，如果用戶(hù)真的按80V供電，那是有點(diǎn)危險(xiǎn)的。電壓即使減少一點(diǎn)，也會(huì)使電動(dòng)機(jī)電磁力矩減少很多。嚴(yán)重時(shí)將會(huì)因啟動(dòng)力矩過(guò)小，不能克服電動(dòng)機(jī)阻力矩，而使電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)不起來(lái)。另外電壓降低，磁通Φ也相應(yīng)降低。當(dāng)電動(dòng)機(jī)所帶負(fù)載一定時(shí)，磁通Φ減少，一方面引起勵(lì)磁電流分量減少，另一方面又引起負(fù)載電流分量增加。電動(dòng)機(jī)滿(mǎn)載運(yùn)行時(shí)，如電動(dòng)機(jī)端電壓過(guò)低，引起負(fù)載電流分量增大的數(shù)值大于勵(lì)磁電流分量減少的數(shù)值，故定子總電流增加而且超過(guò)額定電流值。這樣電動(dòng)機(jī)的功率損耗增加，發(fā)熱量增大，長(zhǎng)時(shí)間在低電壓下運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)將因過(guò)熱而使絕緣材料老化，甚至燒毀繞組，反之，若電動(dòng)機(jī)端電壓高于額定電壓、則電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流分量急劇增加，定子總電流增加，同樣也會(huì)引起電動(dòng)機(jī)繞組過(guò)熱。按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，當(dāng)電壓與額定電壓偏差不超過(guò)±5%時(shí)，電動(dòng)機(jī)輸出功率仍應(yīng)可維持額定值。當(dāng)很大的單相負(fù)載如電爐、電焊機(jī)等負(fù)載接到電源上，以及當(dāng)電源發(fā)生故障時(shí)(如單相斷線等)都可能造成三相電壓不平衡，三相電壓不平衡將引起電動(dòng)機(jī)定、轉(zhuǎn)子繞組中電流增加，電動(dòng)機(jī)過(guò)熱，同時(shí)使電動(dòng)機(jī)電磁力矩減小。所以在三相電壓嚴(yán)重不平衡時(shí)，是禁止電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，電動(dòng)機(jī)應(yīng)在電源電壓對(duì)稱(chēng)的系統(tǒng)中工作。但實(shí)際上三相電壓之間差數(shù)往往超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。一般要求三相電壓中任何一相的電壓與三相電壓平均值之差不超過(guò)三相電壓平均值的5%，即(Uφ-UP)/UP×100%<5%式中UP=(UA+UB+UC)/3為三相平均電壓；Uφ為任一相的電壓。首先我們說(shuō)的過(guò)高或者過(guò)低指的是相對(duì)于電動(dòng)機(jī)的額定電壓而言的，不同電動(dòng)機(jī)的額定電壓都不一樣。電源電壓主要影響一下幾個(gè)內(nèi)容。影響其一可以說(shuō)的轉(zhuǎn)速。電動(dòng)機(jī)之所以可以工作運(yùn)用的原理就是通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力的作用，通過(guò)電動(dòng)機(jī)中線圈的電流越大，轉(zhuǎn)速越快，反之則越小。因?yàn)闅W姆定律公式R（電阻）=U（電壓）/I（電流），通過(guò)該公式推出I=U/R，也就是說(shuō)在電動(dòng)機(jī)本身電阻不變的情況下，加在其兩端的電壓越高，通過(guò)它的電流越高，轉(zhuǎn)速自然加快。因?yàn)殡娏鳠嵝?yīng)，電流通過(guò)導(dǎo)體會(huì)產(chǎn)熱，而單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)熱的多少跟電流大小成正比，在導(dǎo)體電阻不變的情況下，跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比。所以電壓越高，通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流越大，發(fā)熱也越大。具體的發(fā)熱量概要看能效轉(zhuǎn)換比了。電動(dòng)機(jī)發(fā)熱會(huì)降低其使用壽命，因?yàn)榫€圈在高溫環(huán)境下更容易扎點(diǎn)短路故障，造成電動(dòng)機(jī)的壽命下降。當(dāng)然，只要是在設(shè)計(jì)的額定電壓或者容許電壓范圍之內(nèi)，對(duì)電動(dòng)機(jī)都是沒(méi)有太大危害的，可以放心使用。電源電壓過(guò)高，也會(huì)使異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速增大，會(huì)改變機(jī)器機(jī)械的工作狀態(tài)，可能會(huì)造成產(chǎn)品的報(bào)廢，同時(shí)會(huì)增加電機(jī)繞組的電流，這樣就會(huì)是繞組發(fā)熱嚴(yán)重，縮短電機(jī)的壽命，當(dāng)電壓高的太多的時(shí)候，有