德國(guó)SEW電機(jī)發(fā)生振蕩、失步現(xiàn)象及對(duì)策
    德國(guó)SEW電機(jī)作為種數(shù)字式執(zhí)行元件，在運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。許多用戶朋友在使用步進(jìn)電機(jī)的時(shí)候，感覺(jué)電機(jī)工作時(shí)有較大的發(fā)熱，心存疑慮，不知這種現(xiàn)象是否正常。實(shí)際上發(fā)熱是步進(jìn)電機(jī)的個(gè)普遍現(xiàn)象，但怎樣的發(fā)熱程度才算正常，以及如何盡量減小步進(jìn)電機(jī)發(fā)熱呢？本文將對(duì)這些問(wèn)題做簡(jiǎn)單的分析。
    1、步進(jìn)電機(jī)為什么會(huì)發(fā)熱
    對(duì)于各種德國(guó)SEW電機(jī)而言，內(nèi)部都是由鐵芯和繞組線圈組成的。繞組有電阻，通電會(huì)產(chǎn)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(shuō)的銅損，如果電流不是標(biāo)準(zhǔn)的直流或正弦波，還會(huì)產(chǎn)生諧波損耗；鐵心有磁滯渦流效應(yīng)，在交變磁場(chǎng)中也會(huì)產(chǎn)生損耗，其大小與材料，電流，頻率，電壓有關(guān)，這叫鐵損。銅損和鐵損都會(huì)以發(fā)熱的形式表現(xiàn)出來(lái)，從而影響電機(jī)的效率。步進(jìn)電機(jī)般追求定位精度和力矩輸出，效率比較低，電流般比較大，且諧波成分高，電流交變的頻率也隨轉(zhuǎn)速而變化，因而步進(jìn)電機(jī)普遍存在發(fā)熱情況，且情況比般交流電機(jī)嚴(yán)重。
    2、德國(guó)SEW電機(jī)發(fā)熱的合理范圍
    德國(guó)SEW電機(jī)發(fā)熱允許到什么程度，主要取決于電機(jī)內(nèi)部緣等。內(nèi)部緣在高溫下（130度以上）才會(huì)被破壞。所以只要內(nèi)部不超過(guò)130度，電機(jī)便不會(huì)損壞，而這時(shí)表面溫度會(huì)在90度以下。所以，步進(jìn)電機(jī)表面溫度在70-80度都是正常的。簡(jiǎn)單的溫度測(cè)量方法有用點(diǎn)溫計(jì)的，也可以粗略判斷：用手可以觸摸1-2秒以上，不超過(guò)60度；用手只能碰下，大約在70-80度；滴幾滴水迅速氣化，則90度以上了。
    3、德國(guó)SEW電機(jī)發(fā)熱隨速度變化的情況
    采用恒流驅(qū)動(dòng)技術(shù)時(shí)，步進(jìn)電機(jī)在靜態(tài)和低速下，電流會(huì)維持相對(duì)恒定，以保持恒力矩輸出。速度高到定程度，電機(jī)內(nèi)部反電勢(shì)升高，電流將逐步下降，力矩也會(huì)下降。因此，因銅損帶來(lái)的發(fā)熱情況就與速度相關(guān)了。靜態(tài)和低速時(shí)般發(fā)熱高，高速時(shí)發(fā)熱低。但是鐵損（雖然占的比例較小）變化的情況卻不盡然，而電機(jī)整個(gè)的發(fā)熱是二者之和，所以上述只是般情況。
    德國(guó)SEW電機(jī)的平均速度大于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度。這主要發(fā)生在制動(dòng)和突然換向時(shí)，轉(zhuǎn)子獲得過(guò)多的能量，產(chǎn)生嚴(yán)重的過(guò)沖，引起失步(越步)。
    德國(guó)SEW電機(jī)在啟動(dòng)時(shí)，如果脈沖的頻率較高，由于電機(jī)來(lái)不及獲得足夠的能量，轉(zhuǎn)子無(wú)法跟上旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度，所以引起失步。因此，步進(jìn)電機(jī)有個(gè)啟動(dòng)頻率。超過(guò)啟動(dòng)頻率啟動(dòng)時(shí)，肯定會(huì)產(chǎn)生失步。
    注意：?jiǎn)?dòng)頻率不是個(gè)固定值.提高電機(jī)的轉(zhuǎn)矩、減小負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、減小步距角都可以提高步進(jìn)電機(jī)的啟動(dòng)頻率。
    轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速慢于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度、或者說(shuō)慢于換相速度(丟步)。
    德國(guó)SEW電機(jī)在啟動(dòng)時(shí)，如果脈沖的頻率較高，由于電機(jī)來(lái)不及獲得足夠的能量，轉(zhuǎn)子無(wú)法跟上旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度，所以引起失步。因此，步進(jìn)電機(jī)有個(gè)啟動(dòng)頻率。超過(guò)啟動(dòng)頻率啟動(dòng)時(shí)，肯定會(huì)產(chǎn)生失步。
    消除振蕩——阻尼方法：機(jī)械阻尼法和電子阻尼法機(jī)械阻尼法比較單，就是在電機(jī)軸上加阻尼器，電子阻尼法則有多種：
    1、多相勵(lì)磁法
    多相勵(lì)磁會(huì)產(chǎn)生電磁阻尼，削弱或消除振蕩現(xiàn)象，如電機(jī)的雙三拍和六拍方式。
    2、變頻變壓法
    德國(guó)SEW電機(jī)在高頻和在低頻時(shí)轉(zhuǎn)子所獲得的能量不樣。在低頻時(shí)，繞組中的電流上升時(shí)間長(zhǎng)，轉(zhuǎn)子獲得的能量大，因此容易產(chǎn)生振蕩，在高頻時(shí)則相反。所以，可以設(shè)計(jì)種電路，使電壓隨頻率的降低而減小，這樣使繞組在低頻時(shí)的電流減小，可以地消除振蕩。
    3、細(xì)分步法
    德國(guó)SEW電機(jī)繞組中的穩(wěn)定電流分成若干，每進(jìn)步，電流升，也相對(duì)地提高步進(jìn)頻率，使步進(jìn)過(guò)程平穩(wěn)進(jìn)行。
    4、反相阻尼法——用于步進(jìn)電機(jī)制動(dòng)
    在德國(guó)SEW電機(jī)轉(zhuǎn)子要過(guò)平衡點(diǎn)之前，加個(gè)反向作用力以平衡慣性力，使轉(zhuǎn)子到達(dá)平衡點(diǎn)時(shí)速度為零，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確制動(dòng)。例如，三相混合式步進(jìn)電機(jī)工作在單三拍，正處于B拍，并希望它停在C拍，則控制換相B-C-B-C,二個(gè)B拍起平衡慣性力作用，而不是讓電機(jī)走步。