步进电机是广泛使用的运动控制设备，因为它们设置简单，并且具有开环配置的精确定位。但是可能出现与发热有关的问题。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......无论电机的扭矩需求如何。因此电机以过高的速率消耗功率...... 浪费能量并产生可避免的热量。
在某些应用中，操作员使用尽可能多的电流来运行开环步进电机，以产生尽可能大的扭矩。这可确保电机在应用中达到其位置。但随着电流的增加，电机温度也随之增加。如果电机温度过高，绕组短路，电机停止工作。因此，设计工程师（和电机终端用户）必须找到最大化电机扭矩的方法，同时避免电机过热。
一种行业方法是设置驱动器以使电动机达到额定电流。这样做会使电机发热但不会太热。步进电机温度达到70°，80°甚至90°C是正常的。虽然这些温度太高而无法接触电机，但电机本身没有受到伤害。
但设计工程师（和电机终端用户）还能如何减少电机热量？在这里，我们将探索另外三种方式：
减少空闲（保持）电流
减少运行电流
切换到闭环控制
首先 - 减少电机的空转（保持）电流
当电机加速和减速以满足其标记时，许多运动控制应用需要最大的扭矩。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都会自动完成。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。如果步进电机甚至在适度静止时间内停留，则减小空转电流会对电机发热产生重大影响。
第二 - 减少运行电流
在选择步进电机时，许多设计工程师都会谨慎行事 - 通常选择一种具有足够扭矩（而不是足够）的电机，以满足当前的应用需求。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，这需要将运行电流减少一小部分并监视运动输出。如果此试运行证明成功，则再次降低运行电流并重新测试电机性能。
继续进行调整，直到电机错位或失速。然后稍微增加电流，使电机恢复准确定位。在某些情况下 - 特别是当步进电机超大应用时 - 工程师可以将运行电流降低到足以可测量地降低电机温度。
第三 - 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，会产生最显着的热量产生。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回路内操作。这种相对较新的系统配置需要工程师替换应用程序的电机和驱动器。但降温幅度通常是值得的。
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是满足转矩需求所需的电流。当电动机没有产生转矩（或产生任何小于最大转矩的电动机）时，电动机的电流会相应地自动下降。这种闭环控制方案显着提高了电机温度......在某些应用中将其降低了50％或更多。
闭环步进电机的其他优点是加速更快，吞吐量更高（扭矩比额定保持扭矩高50％）以及更安静的运行（甚至更安静10 dB），因为电机绕组中的电流更小。加上没有档位，系统精度更高。
测试结果证实，闭环步进电机仅在需要时吸收电流，因此它们比开环选项运行温度更低，功耗更低。考虑运行开环和闭环变化的实际测试以获得相同的运动轮廓：
加速度= 100转/秒2，减速度= 100转/秒2
距离= 5转，速度= 10转/秒
停留时间= 0.1秒
两者都具有设定负载惯量和转子惯量，并采用48 Vdc电源供电。下图中的结果表明，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仅消耗14.2 W来提供相同的程序。降低功耗意味着更少的热量产生和更低的能源费用。
