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我們知道手術(shù)器械中的電機(jī)在長(zhǎng)期額定轉(zhuǎn)矩下運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生高溫。通常來(lái)說(shuō)，在電機(jī)連續(xù)運(yùn)行時(shí)，溫度可以可達(dá)到155°C，從而使外殼溫度達(dá)到約120°C。這么高的溫度會(huì)讓設(shè)備無(wú)法直接用手持的方式來(lái)使用，即便是溫度降低一半，也會(huì)嚴(yán)重影響使用。除去機(jī)械之間的摩擦力損耗，動(dòng)力損失有兩個(gè)主要原因，從而導(dǎo)致設(shè)備發(fā)熱嚴(yán)重。

原因之一：焦耳能量與電機(jī)鐵損：

焦耳功率的損耗與電流相關(guān)，即所需的轉(zhuǎn)矩負(fù)載。眾所周知，這些損失會(huì)隨著電流的平方成正比。接近標(biāo)稱值的高電流會(huì)導(dǎo)致溫度異常; 在大約標(biāo)稱電流一半的電流下運(yùn)行電機(jī)會(huì)產(chǎn)生與人體皮膚相匹配的中等溫度（通常低于50°C）。

對(duì)于電機(jī)選擇，這就意味著應(yīng)該選擇超大型電機(jī)。然而，值得注意的是，我們認(rèn)為這里的連續(xù)操作大約只在10分鐘后才能達(dá)到最高溫度。在手持式工具中，通常使用過(guò)程中會(huì)采用間歇操作，這么做的好處是可以讓設(shè)備有足夠的時(shí)間冷卻，根據(jù)RMS平均負(fù)載，大致可以讓設(shè)備的使用時(shí)間延長(zhǎng)到30分鐘。
電機(jī)鐵心損耗與它的轉(zhuǎn)速有關(guān)，而且也與速度的平方成正比關(guān)系，僅在旋轉(zhuǎn)時(shí)，即使在無(wú)負(fù)載條件下也能使電動(dòng)機(jī)發(fā)熱。在手持式工具中，電機(jī)鉆頭會(huì)在幾萬(wàn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速下出現(xiàn)這類(lèi)問(wèn)題。這種高速電機(jī)需要特殊的設(shè)計(jì)預(yù)防措施來(lái)限制渦流加熱。通常采用的方法是用少量磁極，無(wú)槽繞組和由特殊低滯后材料制成的超薄背鐵箔來(lái)減少旋轉(zhuǎn)時(shí)帶來(lái)的熱能。

原因之二：PWM驅(qū)動(dòng)電路與電感效應(yīng)：

事實(shí)證明，溫度升高的原因不僅是扭矩，速度和設(shè)計(jì)的問(wèn)題，即使在無(wú)負(fù)載條件下驅(qū)動(dòng)電機(jī)，也一樣會(huì)產(chǎn)生高溫（80°C以上）。其原因在于驅(qū)動(dòng)器和電源電壓。

無(wú)槽繞組的電感非常低，導(dǎo)致電氣時(shí)間常數(shù)非常低。但是，當(dāng)使用脈寬調(diào)制（PWM）功率級(jí)驅(qū)動(dòng)時(shí)，電機(jī)電流能夠跟隨這些電壓快速變化，產(chǎn)生相當(dāng)大的電流波，但PWM電壓和電流波對(duì)電機(jī)的機(jī)械響應(yīng)并沒(méi)有影響，電流波峰值會(huì)加熱電機(jī)，因此怎樣最小化電流波是解決電機(jī)發(fā)熱嚴(yán)重的最佳對(duì)策：

• 根據(jù)實(shí)際轉(zhuǎn)速降低PWM驅(qū)動(dòng)電路的電壓。

• 增加PWM頻率以減少電流波的建立時(shí)間。

• 增加一個(gè)額外的電感，將電動(dòng)機(jī)扼流圈串聯(lián)到電動(dòng)機(jī)線路上，以增加電氣時(shí)間常數(shù)并抑制當(dāng)前的熱效應(yīng)。

通過(guò)用較低功率的控制器替換舊的超大尺寸控制器，并采用較大的內(nèi)置電感，以較高的PWM頻率工作，就可以有效解決加熱問(wèn)題。綜上，最大化降低溫度的辦法是將電源電壓降低到接近所需的最小值。