步进电机因其简单的设置和开环配置的精确定位而被广泛使用。但是可能会出现与发热相关的问题。这是因为为开环步进电机供电的驱动器不使用反馈来控制提供给该电机的电流量。相反，驱动器始终提供全电流……而不管电机的扭矩需求如何。因此，电机以过高的速度消耗功率……。浪费能源并产生可避免的热量。

　在某些应用中，操作员以尽可能多的电流运行开环步进电机，以产生尽可能大的扭矩。这确保了电机将在应用程序中到达其位置。但是随着电流的增加，电机温度也会增加。如果电机温度升高得太高，绕组就会短路，电机就会停止工作。因此，设计工程师（和电机最终用户）必须找到在避免电机过热的同时最大化电机扭矩的方法。

　一种工业方法是将驱动器设置为给电机提供额定电流。这样做会使电机变热，但不会太热。步进电机温度达到70°、80°甚至90°C是正常的。虽然这些温度使其太热而无法触摸电机，但电机本身却没有受到伤害。

　但是设计工程师（和电机最终用户）还能如何减少电机热量呢？在这里，我们将探索另外三种方式：

　1.减少空闲（保持）电流

　2.降低运行电流

　3.切换到闭环控制

　一、减少电机的空闲（保持）电流

　当电机加速和减速时，许多运动控制应用需要最大的扭矩才能达到其要求。但是当电机空转或保持位置时，它需要的扭矩要小得多。这些情况是降低电机电流的好时机。

　大多数现代步进驱动器会自动执行此操作。例如，驱动器可能会将空闲电流降低到运行电流的50%。更复杂的步进驱动器让设计工程师可以将空闲电流编程为0到100%之间的任何值。如果步进电机即使在很短的时间内静止不动，减少空闲电流也会对电机热量产生重大影响。

　二、降低运行电流

　许多设计工程师在选择步进电机时会谨慎行事——通常会为手头的应用选择具有足够扭矩（而不是刚好足够）的电机。在这些情况下，可以通过一些试错测试来降低电机的运行电流。基本上，这需要少量减少运行电流并监控运动输出。如果试运行成功，再次降低运行电流并重新测试电机性能。

　继续进行调整，直到电机错位或停止。然后稍微增加电流，使电机恢复准确定位。在某些情况下——尤其是当步进电机尺寸过大时——工程师可以将运行电流降低到足以显着降低电机温度的程度。

　三、切换到闭环步进电机系统

　当用闭环步进电机系统替换开环步进电机系统时，热量产生的最显着减少发生。当配备高分辨率编码器并由合适的闭环驱动器供电时，步进电机可在伺服控制环内运行。这种相对较新的系统配置需要工程师更换应用程序的电机和驱动器。但是温度降低的幅度通常是值得的。

　回顾一下，闭环步进电机系统使用反馈回路来精确控制步进电机电流、速度和位置。电流回路确保驱动器提供给电机的电流仅为满足扭矩需求所需的量。当电机不产生扭矩（或产生小于最大扭矩的任何东西）时，电机的电流会自动下降。这种闭环控制方案显着提高了电机温度……在某些应用中降低了多达50%或更多。

　闭环步进器的其他好处是更快的加速和更高的吞吐量（扭矩比额定保持扭矩高出50%）以及更安静的操作（甚至更安静10 dB），因为电机绕组中的电流更少。加上没有失速，系统精度更高。

　闭环步进电机包含一个高分辨率编码器，并由一个集成的闭环驱动器驱动，当负载不要求扭矩时，该驱动器会自动降低电机电流。

　测试结果证实，闭环步进电机仅在需要时才会消耗电流，因此与开环选项相比，它们运行温度更低且功耗更低。考虑运行开环和闭环变化以获得相同运动曲线的实际测试：

　两者都具有设定的负载惯量和转子惯量，并由48 Vdc电源供电）。本文提供此类输出的开环步进系统的平均功耗为43.8 W。相比之下，类似的闭环步进系统在提供相同的程序时仅消耗14.2 W。降低的功耗转化为更少的热量产生和更低的能源费用。