Jako cyfrowy element wykonawczy, silnik krokowy jest szeroko stosowany w systemach sterowania ruchem. Wielu użytkowników i osób korzystających z silników krokowych ma wrażenie, że silnik generuje dużo ciepła. Ludzie są sceptyczni i nie wiedzą, czy to zjawisko jest normalne. W rzeczywistości nagrzewanie się silników krokowych jest powszechnym zjawiskiem, ale jaki poziom ciepła jest uważany za normalny i jak zminimalizować jego wydzielanie?
Na przykład, aby zrozumieć, dlaczego silnik krokowy się nagrzewa.
We wszystkich rodzajach silników krokowych, wnętrze składa się z rdzenia żelaznego i cewki uzwojenia. Rezystancja uzwojenia, moc generują straty, wielkość strat i rezystancja, a natężenie prądu jest proporcjonalne do kwadratu. To właśnie nazywamy stratami miedzi. Jeśli natężenie prądu nie jest standardowe (stałe lub sinusoidalne), generuje również straty harmoniczne. Efekt histerezy rdzenia, związany z prądami wirowymi, w zmiennym polu magnetycznym, również generuje straty, zależne od wielkości materiału, natężenia prądu, częstotliwości i napięcia, co nazywa się stratami żelaza. Straty miedzi i żelaza objawiają się generowaniem ciepła, co wpływa na sprawność silnika.
Silniki krokowe zazwyczaj dążą do dokładnego pozycjonowania i momentu obrotowego, ich sprawność jest stosunkowo niska, prąd jest zazwyczaj duży, a składowe harmoniczne wysokie, częstotliwość prądu zmienia się wraz z prędkością i zmianą, dlatego silniki krokowe zwykle mają problemy z przegrzewaniem się, które są poważniejsze niż w przypadku zwykłych silników prądu przemiennego.
Ponadto, regulacja temperatury silnika krokowego mieści się w rozsądnym zakresie.
To, w jakim stopniu silnik jest narażony na ciepło, zależy głównie od poziomu izolacji wewnętrznej silnika. Izolacja wewnętrzna nie ulega zniszczeniu, dopóki nie osiągnie wysokiej temperatury (powyżej 130 stopni). Dopóki temperatura wewnętrzna nie przekroczy 130 stopni, silnik nie ulegnie uszkodzeniu, a temperatura powierzchni spadnie poniżej 90 stopni. Dlatego temperatura powierzchni silnika krokowego wynosząca 70-80 stopni jest normalna. Prosta metoda pomiaru temperatury za pomocą termometru pozwala również na przybliżoną ocenę: dłonią można dotykać przez ponad 1-2 sekundy, nie więcej niż 60 stopni; dłonią można dotykać około 70-80 stopni; kilka kropli wody szybko odparowuje, temperatura przekracza 90 stopni; oczywiście można również użyć pistoletu termicznego do wykrycia temperatury.
Po trzecie, ogrzewanie silnika krokowego przy zmianie prędkości.
W przypadku stosowania technologii napędu stałoprądowego silnik krokowy w trybie statycznym i przy niskiej prędkości, prąd będzie utrzymywał się na względnie stałym poziomie, co pozwoli na utrzymanie stałego momentu obrotowego.
Gdy prędkość jest wysoka do pewnego stopnia, potencjał wsteczny wewnątrz silnika wzrasta, prąd stopniowo maleje, a moment obrotowy również maleje. Zatem generowanie ciepła spowodowane stratami miedzi jest powiązane z prędkością.
Generowanie ciepła jest zazwyczaj wysokie przy prędkościach statycznych i niskich, a niskie przy wysokich. Jednak strata żelaza (choć niewielka) nie zmienia się, a całe ciepło silnika jest sumą tych dwóch czynników, więc powyższy opis to tylko ogólna sytuacja.
wpływ ciepła
Ciepło silnika, choć generalnie nie wpływa na jego żywotność, nie powinno być powodem do obaw większości klientów. Jednak silne ciepło może mieć negatywne skutki.
Takie jak współczynnik rozszerzalności cieplnej wewnętrznych części silnika, różne naprężenia strukturalne spowodowane zmianami w wewnętrznej szczelinie powietrznej i niewielkie zmiany wpłyną na dynamiczną reakcję silnika, przy dużej prędkości łatwo będzie stracić krok.
Innym przykładem jest sytuacja, w której nadmierne nagrzewanie się silnika jest niedopuszczalne, na przykład w sprzęcie medycznym i precyzyjnym sprzęcie testowym. Dlatego należy koniecznie kontrolować temperaturę silnika.
五, zmniejszyć temperaturę silnika.
Redukcja ciepła ma na celu zmniejszenie strat miedzi i żelaza. Straty miedzi mają dwa kierunki: zmniejszenie rezystancji i prądu, co wymaga doboru jak najmniejszej rezystancji i prądu znamionowego. Silniki dwufazowe mogą być stosowane w silnikach szeregowych, a nie równoległych.
Często jednak stoi to w sprzeczności z wymogami dotyczącymi momentu obrotowego i dużej prędkości.
Wybrany silnik powinien w pełni wykorzystywać funkcję automatycznej regulacji prądu połówkowego i funkcję pracy offline. Pierwsza z nich automatycznie redukuje prąd, gdy silnik jest w stanie spoczynku, a druga po prostu odcina dopływ prądu.
Dodatkowo, dzięki drobnemu podziałowi prądu, silnik będzie się mniej nagrzewał, co jest efektem zbliżonego do sinusoidalnego kształtu fali i mniejszej liczby harmonicznych. Nie ma wielu sposobów na redukcję strat żelaza. Poziom napięcia jest powiązany z silnikiem wysokonapięciowego napędu, co wprawdzie zapewni wysoką prędkość obrotową, ale jednocześnie zwiększy wydzielanie ciepła.
Dlatego też powinniśmy wybrać odpowiedni poziom napięcia sterującego, biorąc pod uwagę dużą prędkość, płynność, a także wydzielanie ciepła, hałasu i inne wskaźniki.
Czas publikacji: 13.09.2024