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步进电机驱动器外壳及散热设计

文章来源:未知人气:发表时间:2019-08-05 17:16

步进电机驱动器经过多年的发展,随国内自动化应用的大规模应用的蓬勃发展,已广泛应用于各类自动化设备当中。根据工信部相关统计资料显示,2014年国内的步进电机驱动器销售总台数达到一千万台左右的规模,如果再加上集成于自动化设备控制系统主板的专用ASIC类步进电机驱动器的数量,整体的台数已经达到数千万台的规模。
在大规模应用的同时,由于步进电机驱动器做为步进电机的功率提供部件,承担着较大电流和较大功率的输出控制任务,根据近年来客户反馈的情况来看,已经成为自动化设备当中最为易损的器件之一。通过长期的研究分析,我们发现,这些损坏当中,除了因为步进驱动器在被制造过程中的因器件采购不良或因生产过程不良产生的最终用户不良之外,更有50%以上的损坏情况与步进驱动器的外壳及散热设计相关!
原则上来说,步进电机驱动器的外壳应采用具有良好散热特性的铝材制成,因为步进电机驱动器在工作过程中的热损耗相对于其他类别电机来说更大,所以应加强外壳和散热器的散热效果考虑。但从现实状况来看,国内部分步进电机驱动器生产厂家的产品,由于成本压力的考虑,以57步进电机驱动器为例来说,有厂家使用塑料外壳,同时将散热器的重量降到历史最低水平,其结果就是,驱动器在长期使用时由于得不到良好散热,特别是其内部的大容量电容的寿命快速下降,成为产品稳定性的第一大杀手。
纵观国内外步进电机驱动器设计厂家的外观散热设计方案,特别是日本厂家的设计,当然从环保理念上来讲,也应当更少的使用铝材。但是,散热方案的设计是否合理,成为至关重要的一个环节。从原则上来讲,使用越多的铝材,越大体积(B)的铝材,具有越大散热面积(S)的铝材,产品的散热效果越好。但容易被忽视的是,热源与具有较大散热面积的铝材的核心部位的距离(D),也是影响步进驱动器散热的重要因素之一,但其长期被各产品设计者所忽视。我们经过长期的观察和总结,得出的散热效率公式是:散热效率 E=常数 K*BSD ,同时该公式在不同产品的设计中都得到了极佳的吻合效果。
步进电机驱动器的外壳和散热器设计,不只是从美观的角度出发去考虑,真正的核心应回到散热效率及产品的核心部品使用寿命的保障上来!


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