Princip ohřevu krokového motoru a technologie řízení procesu zrychlení a zpomalení

Princip generování teplakrokový motor.

 

 

1, obvykle vidíte všechny druhy motorů, vnitřní část tvoří železné jádro a vinutí.Vinutí má odpor, pod napětím vytváří ztráty, jejichž velikost je úměrná druhé mocnině odporu a proudu, což se často označuje jako ztráty v mědi. Pokud proud není standardní stejnosměrný nebo sinusový, dochází také ke ztrátám v harmonických. Jádro má hysterezní efekt vířivých proudů a ve střídavém magnetickém poli také dochází ke ztrátám v důsledku jeho velikosti, materiálu, proudu, frekvence a napětí. Tyto ztráty 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, 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.

2, rozumný rozsahkrokový motorteplo.

Míra povoleného zahřívání motoru závisí hlavně na úrovni vnitřní izolace motoru. Vnitřní izolace působí při vysokých teplotách (130 stupňů Celsia nebo více) před zničením. Pokud tedy vnitřní izolace nepřekročí 130 stupňů Celsia, motor neztratí izolační kroužek a povrchová teplota bude v tomto okamžiku pod 90 stupňů Celsia.

Povrchová teplota krokového motoru v rozmezí 70-80 stupňů je proto normální. Jednoduchá metoda měření teploty, užitečná bodovým teploměrem, umožňuje zhruba určit: pokud se rukou dotknete déle než 1-2 sekundy, ne více než 60 stupňů; pokud se rukou dotknete pouze 70-80 stupňů; pokud se několik kapek vody rychle odpaří, teplota překročí 90 stupňů.

3, krokový motorohřev se změnami rychlosti.

Při použití technologie pohonu s konstantním proudem u krokových motorů při statické a nízké rychlosti zůstane proud konstantní, aby se udržel konstantní výstupní točivý moment. Když rychlost dosáhne určité úrovně, vnitřní protipotenciál motoru se zvýší, proud postupně klesne a točivý moment také klesne.

Ohřev v důsledku ztráty mědi bude tedy záviset na rychlosti. Statický chod a nízká rychlost obecně generují vysoké teplo, zatímco vysoká rychlost generuje nízké teplo. Změny ztráty železa (i když menším podílem) však nejsou stejné a teplo motoru jako celku je součtem obou faktorů, takže výše uvedené je pouze obecná situace.

4, vliv tepla.

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 se snadno ztrácí krok. Dalším příkladem jsou některé situace, kdy je nadměrné zahřívání motoru zakázáno, například u lékařských zařízení a vysoce přesných testovacích zařízení atd. Proto je nutné zahřívání motoru regulovat.

5, jak snížit zahřívání motoru.

Snížení tvorby tepla má za následek snížení ztrát mědi a železa. Snížení ztrát mědi ve dvou směrech vede ke snížení odporu a proudu, což vyžaduje výběr malého odporu a co největšího jmenovitého proudu motoru. U dvoufázového motoru lze motor zapojit sériově, nikoli paralelně. 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, protože průběh proudu je blízký sinusovému, má méně harmonických, motor se také méně zahřívá. Existuje několik způsobů, jak snížit ztráty v železe, a s tím souvisí i úroveň napětí. Ačkoli motor poháněný vysokým napětím přináší zlepšení vysokorychlostních charakteristik, přináší to také zvýšení generování tepla. Proto bychom měli zvolit správnou úroveň napětí pohonu s ohledem na vysokou rychlost, plynulost chodu a zahřívání, hluk a další ukazatele.

Techniky řízení pro procesy zrychlení a zpomalení krokových motorů.

S rozšířeným používáním krokových motorů se zvyšuje i studium řízení krokových motorů. Pokud se při rozběhu nebo zrychlení impulz krokového motoru mění příliš rychle, rotor kvůli setrvačnosti nesleduje změny elektrického signálu, což vede k zablokování nebo ztrátě kroku. Při zastavení nebo zpomalení může ze stejného důvodu dojít k překročení. Aby se zabránilo zablokování, ztrátě kroku a překročení, je třeba zlepšit pracovní frekvenci krokového motoru a zvýšit jeho rychlost.

Rychlost krokového motoru závisí na frekvenci pulzů, počtu zubů rotoru a počtu zdvihů. Jeho úhlová rychlost je úměrná frekvenci pulzů a je časově synchronizovaná s pulzem. Pokud je tedy počet zubů rotoru a počet běžících zdvihů určitý, lze požadované rychlosti dosáhnout řízením frekvence pulzů. Protože krokový motor je spouštěn pomocí synchronního momentu, není spouštěcí frekvence vysoká, aby se neztratil krok. Zejména s rostoucím výkonem se zvětšuje průměr rotoru, zvyšuje se setrvačnost a spouštěcí frekvence a maximální běžící frekvence se mohou lišit až desetkrát.

Charakteristika spouštěcí frekvence krokového motoru je taková, že krokový motor se při spuštění nemůže přímo dostat na provozní frekvenci, ale probíhá proces rozběhu, tj. postupné zvyšování otáček z nízkých otáček na provozní otáčky. Zastavení probíhá, když provozní frekvence nemůže být okamžitě snížena na nulu, ale probíhá proces postupného snižování otáček při vysokých otáčkách na nulu.

 

Výstupní točivý moment krokového motoru klesá s rostoucí frekvencí pulzů. Čím vyšší je počáteční frekvence, tím menší je počáteční moment a tím horší je schopnost řídit zátěž. Při rozběhu dojde ke ztrátě kroku a při zastavení dojde k překmitnutí. Aby krokový motor rychle dosáhl požadované rychlosti a neztratil krok ani nepřekmitnul, je klíčové, aby proces zrychlení a moment zrychlení plně využil moment poskytovaný krokovým motorem při každé provozní frekvenci a aby tento moment nepřekročil. Proto by měl krokový motor během provozu procházet třemi fázemi: zrychlení, rovnoměrná rychlost a decelerace, doba zrychlení a decelerace co nejkratší a doba konstantní rychlosti co nejdelší. Zejména u prací vyžadujících rychlou odezvu je nutné, aby doba chodu od počátečního bodu do konce byla co nejkratší, což vyžaduje zrychlení a deceleraci a nejvyšší rychlost při konstantní rychlosti.

 

Vědci a technici doma i v zahraničí provedli rozsáhlý výzkum technologie řízení rychlosti krokových motorů a vytvořili řadu matematických modelů pro řízení zrychlení a zpomalení, jako je exponenciální model, lineární model atd. Na základě těchto modelů byla navržena a vyvinuta řada řídicích obvodů pro zlepšení charakteristik pohybu krokových motorů a rozšíření rozsahu použití krokových motorů. Exponenciální zrychlení a zpomalení zohledňuje inherentní momentově-frekvenční charakteristiky krokových motorů. Zajišťuje, aby krokový motor byl v pohybu bez ztráty kroku, ale také plně využívá inherentní vlastnosti motoru a zkracuje dobu zrychlení. Toho je však obtížné dosáhnout kvůli změnám zatížení motoru. Lineární zrychlení a zpomalení zohledňují pouze úhlovou rychlost a pulz úměrný tomuto vztahu, nikoli kvůli kolísání napájecího napětí, zátěžového prostředí a změně charakteristik. Tato metoda zrychlení je konstantní. Nevýhodou je, že plně nezohledňuje výstupní točivý moment krokového motoru. Vzhledem k charakteristikám změny rychlosti bude krokový motor při vysoké rychlosti mimo krok.

 

Toto je úvod do principu ohřevu a technologie řízení procesu zrychlení/zpomalení krokových motorů.

Pokud s námi chcete komunikovat a spolupracovat, neváhejte nás kontaktovat!

S našimi zákazníky úzce spolupracujeme, nasloucháme jejich potřebám a jednáme podle jejich požadavků. Věříme, že oboustranně výhodné partnerství je založeno na kvalitě produktů a zákaznickém servisu.