Analýza příčin přehřívání krokového motoru

Důvod jedna.

Jednou z nejvýznamnějších výhodkrokové motoryje přesné řízení, kterého lze dosáhnout v systému s otevřenou smyčkou. Řízení s otevřenou smyčkou znamená, že není vyžadována žádná zpětnovazební informace o poloze (rotoru).

Toto řízení eliminuje použití drahých senzorů a zpětnovazebních zařízení, jako jsou optické enkodéry, protože pro zjištění polohy (rotoru) stačí sledovat pouze vstupní krokové impulsy. V poslední době se někteří zákazníci obrátili na naše inženýry v Shangshe, že krokové motory jsou také náchylné k problémům s přehříváním, takže jak tuto situaci vyřešit? 

1, snížitkrokový motorZahřívání, snížení tepla má za následek snížení ztrát mědi a železa. Snížení ztrát mědi ve dvou směrech snižuje elektrický odpor a proud, což vyžaduje výběr malého odporu a co nejmenšího jmenovitého proudu motoru. Dvoufázový krokový motor lze použít sériově, nikoli paralelně, ale to často odporuje požadavkům na točivý moment a vysokou rychlost.

2, pro vybraný motor by měla být plně využita funkce automatické regulace polovičního proudu a funkce offline pohonu, první z nich automaticky snižuje proud, když je motor v klidu, druhá pouze přeruší proud.

3, navíc, dělení krokového motoru pohonu v důsledku proudového průběhu je blízké sinusovému, méně harmonických, a tím i menší zahřívání motoru. Existuje několik způsobů, jak snížit ztráty železa, s tím souvisí i úroveň napětí, vysokonapěťový pohonný motor sice zvýší vysokorychlostní charakteristiky, ale také zvýší tvorbu tepla. 

4, měli byste zvolit vhodnou úroveň napětí hnacího motoru s ohledem na vysoké pásmo, plynulost a teplo, hluk a další ukazatele.

Důvod dva.

Zahřívání krokového motoru sice obecně neovlivňuje životnost motoru, ale většina zákazníků mu nemusí věnovat pozornost. Může však mít i některé vážné negativní účinky. Například změny vnitřního tepelného roztažného koeficientu jednotlivých částí krokového motoru v důsledku různých strukturálních napětí a malé změny ve vnitřní vzduchové mezeře ovlivňují dynamickou odezvu krokového motoru a při vysokých rychlostech se krok snadno ztratí. Dalším příkladem jsou situace, kdy krokové motory nedovolují nadměrné zahřívání, například u zdravotnických prostředků a vysoce přesných testovacích zařízení. Proto je nutné regulovat zahřívání krokového motoru. Zahřívání motoru je způsobeno těmito faktory.

1, proud nastavený ovladačem je větší než jmenovitý proud motoru

2, rychlost motoru je příliš vysoká

3. Motor sám o sobě má velkou setrvačnost a polohovací moment, takže i provoz při středních otáčkách bude horký, ale neovlivní to životnost motoru. Bod demagnetizace motoru je 130–200 °C, takže teplota motoru 70–90 °C je normální. Pokud teplota klesne pod 130 °C, obvykle to není problém. Pokud se skutečně cítíte přehřátí, nastavte proud pohonu na přibližně 70 % jmenovitého proudu motoru nebo otáček motoru, aby se snížily otáčky.

Důvod tři.

Krokový motor jako digitální akční prvek se široce používá v systémech řízení pohybu. Mnoho uživatelů a přátel, kteří používají krokové motory, má pocit, že motor pracuje s velkým zahříváním, a pochybuje o tom, zda je tento jev normální. Zahřívání je u krokových motorů běžným jevem, ale jaký stupeň zahřívání se považuje za normální a jak minimalizovat zahřívání krokového motoru?

 

Následuje jednoduchá klasifikace, doufejme, že se hodí i pro praktické aplikace:.

1 princip ohřevu motoru

Obvykle se setkáváme se všemi druhy motorů, které mají vnitřní jádro a vinutí. Vinutí má odpor, který při napájení vytváří ztráty. Velikost ztráty a odpor a proud jsou úměrné druhé mocnině ztrát. Často se to označuje jako ztráta v mědi. Pokud proud není standardní stejnosměrný nebo sinusový, dochází také k harmonickým ztrátám. Jádro má hysterezní efekt vířivých proudů a ve střídavém magnetickém poli také dochází ke ztrátám. Velikost materiálu, proud, frekvence a napětí se nazývají ztráty v železe. Ztráty v mědi a železe se projevují ve formě tepla, což ovlivňuje účinnost motoru. Krokové motory se obecně zaměřují na přesnost polohování a točivý moment. Účinnost je relativně nízká, proud je obecně relativně velký a obsahují vysoké harmonické složky. Frekvence střídavého proudu se také mění s rychlostí. Krokové motory se proto obecně zahřívají, což je vážnější než u běžných střídavých motorů.

2 krokové motory s rozumným rozsahem tepla

Rozsah, v jakém je motor povoleno zahřívat, závisí do značné míry na úrovni vnitřní izolace motoru. Vnitřní izolace se zničí pouze při vysokých teplotách (nad 130 stupňů). Pokud tedy vnitřní teplota nepřekročí 130 stupňů, motor nepoškodí kroužek a povrchová teplota bude v tomto bodě pod 90 stupňů. Proto je normální povrchová teplota krokového motoru v rozmezí 70–80 stupňů. Jednoduchá metoda měření teploty, užitečná bodovým teploměrem, může také zhruba určit: rukou se můžete dotknout déle než 1–2 sekundy, ne více než 60 stupňů; rukou se můžete dotknout pouze asi 70–80 stupňů; několik kapek vody se rychle odpaří, je to více než 90 stupňů.

3 krokové motorové vytápění se změnou rychlosti

Při použití technologie pohonu s konstantním proudem zůstane proud krokového motoru při statické a nízké rychlosti konstantní, aby se udržel konstantní výstupní točivý moment. Při určité vysoké rychlosti se vnitřní protipotenciál motoru zvyšuje, proud postupně klesá a tím klesá i točivý moment. Proto bude stav ohřevu v důsledku ztráty mědi závislý na rychlosti. Statická a nízká rychlost obecně generuje vysoké teplo, zatímco vysoká rychlost generuje nízké teplo. Ztráta železa (i když v menším poměru) se však nemění stejně a celkové teplo motoru je součtem obou faktorů, takže výše uvedené je pouze obecná situace.

4 teplo způsobené nárazem

Přestože zahřívání motoru obecně neovlivňuje životnost motoru, většina zákazníků mu nemusí věnovat pozornost. Může však mít určité negativní dopady. Například různé koeficienty tepelné roztažnosti vnitřních částí motoru vedou ke změnám ve strukturálním napětí a malé změny ve vnitřní vzduchové mezeře ovlivňují dynamickou odezvu motoru a při vysokých otáčkách snadno ztrácejí tempo. Dalším příkladem jsou některé situace, kdy je nadměrné zahřívání motoru zakázáno, například u lékařských zařízení a vysoce přesných testovacích zařízení. Proto by mělo být generování tepla motorem v případě potřeby regulováno.

 5 Jak snížit zahřívání motoru

Snížení tvorby tepla spočívá ve snížení ztrát mědi a železa. Snížení ztrát mědi ve dvou směrech vede ke snížení odporu a proudu, což vyžaduje výběr malého odporu a co nejmenšího jmenovitého proudu motoru. Dvoufázový motor může motor zapojit sériově bez paralelního zapojení. To je však často v rozporu s požadavky na točivý moment a vysokou rychlost. U vybraného motoru by měla být plně využita funkce automatické regulace polovičního proudu a offline funkce pohonu. První funkce automaticky snižuje proud, když je motor v klidu, a druhá funkce proud jednoduše vypíná. Kromě toho se u dělícího pohonu, protože průběh proudu je blízký sinusovému, má méně harmonických, a motor se také méně zahřívá. Existuje několik způsobů, jak snížit ztráty železa, a s tím souvisí i úroveň napětí. Motor poháněný vysokým napětím sice zvyšuje charakteristiky při vysokých otáčkách, ale také zvyšuje tvorbu tepla. Proto by se měla zvolit vhodná úroveň napětí pohonu s ohledem na vysokou rychlost, plynulost chodu a zahřívání, hluk a další ukazatele.

U všech druhů krokových motorů se vnitřek skládá z železného jádra a vinutí. Vinutí má odpor, pod napětím vytváří ztráty, jejichž velikost je úměrná druhé mocnině odporu a proudu, což se často označuje jako ztráta měděným proudem. Pokud proud není standardní stejnosměrný nebo sinusový, dochází také k harmonickým ztrátám. Jádro má hysterezní efekt vířivých proudů a ve střídavém magnetickém poli také dochází ke ztrátám, které ovlivňují velikost materiálu, proud, frekvenci a napětí. To se nazývá ztráta železa. Ztráta mědi a železa se projevuje ve formě tepla, což ovlivňuje účinnost motoru. Krokové motory se obecně zaměřují na přesnost polohování a výstupní krouticí moment, jejich účinnost je relativně nízká, proud je obecně relativně velký a obsahují vysoké harmonické složky. Frekvence střídavého proudu se také mění s rychlostí, a proto se krokové motory obecně zahřívají, což je závažnější než u běžných střídavých motorů.