Analiza vzrokov segrevanja koračnega motorja

Razlog ena.

Ena najpomembnejših prednostikoračni motorjije natančen nadzor, ki ga je mogoče doseči v sistemu z odprto zanko. Nadzor z odprto zanko pomeni, da povratne informacije o položaju (rotorja) niso potrebne.

Ta krmiljenje se izogne ​​uporabi dragih senzorjev in povratnih naprav, kot so optični dajalniki, saj je treba za poznavanje položaja (rotorja) slediti le vhodnim koračnim impulzom. Nedavno so nekatere stranke našim inženirjem za motorje v podjetju Shangshe sporočile, da so koračni motorji nagnjeni tudi k težavam s pregrevanjem, kako torej rešiti to situacijo? 

1, zmanjšajkoračni motorZmanjšanje toplote pomeni zmanjšanje izgub bakra in železa. Zmanjšanje izgub bakra v dveh smereh zmanjša električni tok in napetost, zato je treba pri uporabi motorja izbrati majhen upor in čim manjši nazivni tok. Dvofazni koračni motor se lahko uporablja zaporedno in ne vzporedno, vendar je to pogosto v nasprotju z zahtevami glede navora in visoke hitrosti.

2. Pri izbiri motorja je treba v celoti izkoristiti funkcijo samodejnega krmiljenja polovičnega toka in funkcijo brez povezave s pogonom. Prva samodejno zmanjša tok, ko motor miruje, druga pa preprosto prekine tok.

3, poleg tega je zaradi trenutne valovne oblike blizu sinusoidne, manj harmonikov in manj segrevanja motorja. Obstaja nekaj načinov za zmanjšanje izgub v železu, kar je povezano z napetostjo, visokonapetostni pogonski motor pa bo sicer povečal hitrostne karakteristike, ampak tudi povečal proizvodnjo toplote. 

4, izbrati je treba ustrezno raven napetosti pogonskega motorja, pri čemer je treba upoštevati visoke frekvence, gladkost in toploto, hrup in druge kazalnike.

Razlog dva.

Čeprav segrevanje koračnega motorja na splošno ne vpliva na življenjsko dobo motorja, večini strank ni treba biti pozoren nanj. Vendar pa lahko povzroči nekaj resnih negativnih učinkov. Na primer, spremembe notranjega toplotnega razteznega koeficienta vsakega dela koračnega motorja zaradi različnih strukturnih napetosti in majhne spremembe notranje zračne reže vplivajo na dinamični odziv koračnega motorja, pri visoki hitrosti pa se korak zlahka izgubi. Drug primer so nekatere situacije, ko koračni motorji ne dopuščajo prekomernega segrevanja, na primer pri medicinskih pripomočkih in visoko natančni preskusni opremi. Zato je treba segrevanje koračnega motorja nadzorovati. Ti dejavniki povzročajo segrevanje motorja.

1, tok, ki ga nastavi gonilnik, je večji od nazivnega toka motorja

2, hitrost motorja je prehitra

3. Motor ima veliko vztrajnost in pozicionirni navor, zato se bo tudi pri delovanju pri srednji hitrosti segrel, vendar to ne vpliva na življenjsko dobo motorja. Točka demagnetizacije motorja je med 130 in 200 °C, zato je motor pri 70–90 °C normalen pojav. Dokler temperatura ne presega 130 °C, običajno ni problema. Če se motor pregreje, se pogonski tok nastavi na približno 70 % nazivnega toka motorja ali hitrosti motorja, da se nekoliko zmanjša.

Razlog tri.

Koračni motor kot digitalni aktuatorski element se pogosto uporablja v sistemih za krmiljenje gibanja. Mnogi uporabniki in prijatelji pri uporabi koračnih motorjev menijo, da se motor močno segreva, zato dvomijo in ne vedo, ali je ta pojav normalen. Pravzaprav je segrevanje pogost pojav pri koračnih motorjih, vendar kakšna stopnja segrevanja velja za normalno in kako zmanjšati segrevanje koračnega motorja?

 

V nadaljevanju naredimo nekaj preprostih klasifikacij, upajmo, da bodo v praksi prišle prav:.

1 princip ogrevanja motorja

Običajno vidimo vse vrste motorjev, ki imajo notranje jedro in navitje. Navitje ima upor, ki pod napetostjo povzroča izgube, velikost izgub in upornosti ter kvadrat toka pa sta sorazmerna z izgubami, kar se pogosto imenuje izguba v bakru. Če tok ni standardni enosmerni ali sinusni, obstajajo tudi harmonske izgube. Jedro ima histerezni učinek vrtinčnih tokov, ki v izmeničnem magnetnem polju povzroča tudi izgube, velikost materiala, tok, frekvenco in napetost, kar imenujemo izgube v železu. Izgube v bakru in železu se kažejo v obliki toplote, kar vpliva na učinkovitost motorja. Koračni motorji običajno iščejo natančnost pozicioniranja in navor, učinkovitost je relativno nizka, tok je običajno relativno velik in imajo visoke harmonske komponente. Frekvenca izmeničnega toka se spreminja tudi s hitrostjo, zato se koračni motorji običajno segrevajo, kar je bolj resno kot pri običajnih izmeničnih motorjih.

2-stopenjski motor z razumnim obsegom ogrevanja

Dovoljena stopnja segrevanja motorja je v veliki meri odvisna od stopnje notranje izolacije motorja. Notranja izolacija se uniči le pri visokih temperaturah (nad 130 stopinj). Torej, dokler notranja izolacija ne preseže 130 stopinj, motor ne bo poškodoval obroča, temperatura površine pa bo na tej točki pod 90 stopinjami. Zato je temperatura površine koračnega motorja med 70 in 80 stopinjami normalna. Preprosta metoda merjenja temperature, uporabna točkovna termometer, lahko tudi približno določi: z roko se lahko dotaknete več kot 1-2 sekundi, ne več kot 60 stopinj; z roko se lahko dotaknete le približno 70-80 stopinj; nekaj kapljic vode hitro izhlapi, več kot 90 stopinj.

3-stopenjski motor za ogrevanje s spremembo hitrosti

Pri uporabi tehnologije pogona s konstantnim tokom bo koračni motor pri statični in nizki hitrosti tok ostal konstanten, da se bo ohranil konstanten navor. Ko je hitrost do določene mere visoka, se notranji protinapetostni potencial motorja poveča, tok se bo postopoma zmanjševal in navor se bo prav tako zmanjševal. Zato bo segrevanje zaradi izgube bakra odvisno od hitrosti. Statična in nizka hitrost običajno ustvarjata veliko toplote, visoka hitrost pa malo. Vendar se izgube železa (čeprav v manjšem deležu) ne spreminjajo enako in celotna toplota motorja je vsota obeh, zato je zgoraj navedeno le splošno stanje.

4 toplota, ki jo povzroči udarec

Čeprav segrevanje motorja na splošno ne vpliva na njegovo življenjsko dobo, večini strank ni treba biti pozoren na to. Vendar pa lahko povzroči resne negativne učinke. Na primer, različni koeficienti toplotnega raztezanja notranjih delov motorja vodijo do sprememb v strukturnih napetostih, majhne spremembe v notranji zračni reži pa vplivajo na dinamični odziv motorja in pri visokih hitrostih zlahka izgubijo tempo. Drug primer so nekatere situacije, ko motor ne pregreva preveč, na primer medicinska oprema in visoko natančna preskusna oprema. Zato je treba po potrebi nadzorovati oddajanje toplote motorja.

 5 Kako zmanjšati segrevanje motorja

Zmanjšanje nastajanja toplote pomeni zmanjšanje izgub bakra in železa. Zmanjšanje izgub bakra v dveh smereh zmanjša upor in tok, kar zahteva izbiro majhnega upora in čim manjšega nazivnega toka pri motorju. Dvofazni motor lahko motor uporablja zaporedno brez vzporednega delovanja motorja. Vendar to pogosto nasprotuje zahtevam glede navora in visoke hitrosti. Pri izbranem motorju je treba v celoti izkoristiti funkcijo samodejnega krmiljenja polovičnega toka in funkcijo brez povezave. Prva samodejno zmanjša tok, ko motor miruje, druga pa preprosto prekine tok. Poleg tega bo pri podpodročnem pogonu manj harmonikov, ker je oblika toka blizu sinusni, zato bo tudi segrevanje motorja manjše. Izgube železa je mogoče zmanjšati na več načinov, kar je povezano z napetostjo. Čeprav motor, ki ga poganja visoka napetost, poveča hitrostne karakteristike, poveča tudi proizvodnjo toplote. Zato je treba izbrati ustrezno napetost pogona, pri čemer je treba upoštevati visoko hitrost, gladkost delovanja ter toploto, hrup in druge kazalnike.

Pri vseh vrstah koračnih motorjev je notranjost sestavljena iz železnega jedra in navitja. Navitje ima upor, ki pod napetostjo povzroča izgube, katerih velikost je sorazmerna s kvadratom upora in toka, kar se pogosto imenuje bakreni meteorit. Če tok ni standardni enosmerni ali sinusni, obstajajo tudi harmonske izgube. Jedro ima histerezni učinek vrtinčnih tokov, ki v izmeničnem magnetnem polju povzroča tudi izgube, vključno z velikostjo materiala, tokom, frekvenco in napetostjo, kar imenujemo izgube v železu. Izgube v bakru in železu se kažejo v obliki toplote, kar vpliva na učinkovitost motorja. Koračni motorji običajno iščejo natančnost pozicioniranja in navor, njihova učinkovitost je relativno nizka, tok je običajno relativno velik, harmonske komponente pa so visoke. Frekvenca izmeničnega toka se spreminja tudi s hitrostjo, zato se koračni motorji običajno segrevajo, kar je bolj resno kot pri običajnih izmeničnih motorjih.