Analiza przyczyn nagrzewania się silnika krokowego

Powód pierwszy.

Jedną z najbardziej znaczących zaletsilniki krokowejest precyzyjną kontrolą, którą można osiągnąć w układzie pętli otwartej. Sterowanie pętli otwartej oznacza, że ​​nie jest wymagana żadna informacja zwrotna o położeniu (wirnika).

Ta kontrola pozwala uniknąć stosowania drogich czujników i urządzeń sprzężenia zwrotnego, takich jak enkodery optyczne, ponieważ tylko wejściowe impulsy krokowe muszą być śledzone, aby poznać położenie (wirnika). Ostatnio niektórzy klienci zwrócili się do naszych inżynierów silników Shangshe, że silniki krokowe są również podatne na problemy z nagrzewaniem, więc jak rozwiązać tę sytuację? 

1, zmniejszyćsilnik krokowyciepło, redukcja ciepła ma na celu redukcję strat miedzi i żelaza. Redukcja strat miedzi w dwóch kierunkach, redukcja elektrycznego yin i prądu, co wymaga wyboru małej rezystancji i znamionowego prądu tak małego, jak to możliwe, gdy silnik, dwufazowy silnik krokowy, może być używany w silniku szeregowym, a nie równoległym, ale często jest to sprzeczne z wymaganiami momentu obrotowego i dużej prędkości.

2. Jeśli wybrano silnik, należy w pełni wykorzystać funkcję automatycznej kontroli półprądu i funkcję offline napędu. Pierwsza z nich automatycznie zmniejsza prąd, gdy silnik jest w stanie spoczynku, a druga po prostu go odcina.

3, ponadto, podział napędu silnika krokowego ze względu na przebieg prądu jest zbliżony do sinusoidalnego, mniej harmonicznych, nagrzewanie silnika będzie mniejsze. Istnieje kilka sposobów na zmniejszenie strat żelaza, poziom napięcia jest z nim związany, silnik napędowy wysokiego napięcia, chociaż przyniesie wzrost charakterystyk dużej prędkości, ale również przyniesie wzrost wytwarzania ciepła. 

4. Należy wybrać odpowiedni poziom napięcia silnika napędowego, biorąc pod uwagę pasmo górne, płynność i ciepło, hałas i inne wskaźniki.

Powód drugi.

Ciepło silnika krokowego, chociaż generalnie nie wpływa na żywotność silnika, dla większości klientów nie trzeba zwracać na to uwagi. Ale poważnie przyniesie pewne negatywne skutki. Takie jak wewnętrzny współczynnik rozszerzalności cieplnej silnika krokowego każdej części różnych zmian naprężeń konstrukcyjnych i niewielkie zmiany w wewnętrznej szczelinie powietrznej, wpłyną na dynamiczną odpowiedź silnika krokowego, przy dużej prędkości łatwo będzie stracić krok. Innym przykładem jest to, że niektóre okazje nie pozwalają na nadmierne generowanie ciepła przez silniki krokowe, takie jak urządzenia medyczne i sprzęt testowy o wysokiej precyzji. Dlatego ciepło silnika krokowego powinno być konieczne do kontrolowania. Ciepło silnika jest spowodowane tymi aspektami.

1. Prąd ustawiony przez sterownik jest większy od prądu znamionowego silnika

2. Prędkość silnika jest zbyt duża

3, sam silnik ma dużą bezwładność i moment obrotowy pozycjonujący, więc nawet praca ze średnią prędkością będzie gorąca, ale nie wpłynie to na żywotność silnika. Punkt rozmagnesowania silnika wynosi 130-200 ℃, więc silnik w 70-90 ℃ jest zjawiskiem normalnym, o ile temperatura poniżej 130 ℃ nie stanowi problemu, jeśli naprawdę czujesz się przegrzany, prąd napędu jest ustawiony na około 70% znamionowego prądu silnika lub prędkości silnika, aby zmniejszyć niektóre.

Powód trzeci.

Silnik krokowy jako cyfrowy element wykonawczy, jest szeroko stosowany w systemach sterowania ruchem. Wielu użytkowników i znajomych w użytkowaniu silników krokowych, czuje, że silnik pracuje z dużym ciepłem, ma wątpliwości, nie wie, czy to zjawisko jest normalne. W rzeczywistości ciepło jest powszechnym zjawiskiem silników krokowych, ale jaki stopień ciepła jest uważany za normalny i jak zminimalizować ciepło silnika krokowego?

 

Poniżej przedstawiamy prostą klasyfikację, która mamy nadzieję znajdzie zastosowanie w praktyce:

1 zasada ogrzewania silnika

Zwykle widzimy wszystkie rodzaje silników, rdzeń wewnętrzny i cewkę uzwojenia. Uzwojenie ma rezystancję, wzbudzone wygeneruje stratę, wielkość straty i rezystancji oraz prąd do kwadratu proporcjonalny do straty, co jest często określane jako strata miedzi, jeśli prąd nie jest standardową falą DC lub sinusoidalną, ale także stratą harmoniczną; rdzeń ma efekt histerezy prądu wirowego, w przemiennym polu magnetycznym również wytworzy stratę, wielkość materiału, prąd, częstotliwość, napięcie, co jest nazywane stratą żelaza. Strata miedzi i strata żelaza objawią się w postaci ciepła, wpływając w ten sposób na wydajność silnika. Silniki krokowe zazwyczaj dążą do dokładności pozycjonowania i momentu obrotowego, wydajność jest stosunkowo niska, prąd jest ogólnie stosunkowo duży i wysokie składowe harmoniczne, częstotliwość prądu przemiennego również zmienia się wraz z prędkością, a zatem silniki krokowe zazwyczaj mają ciepło, a sytuacja jest poważniejsza niż w przypadku ogólnego silnika prądu przemiennego.

2 silniki krokowe ogrzewają rozsądny zakres

Zakres, w jakim dopuszczalne jest wytwarzanie ciepła przez silnik, zależy w dużej mierze od poziomu izolacji wewnętrznej silnika. Izolacja wewnętrzna ulegnie zniszczeniu tylko w wysokich temperaturach (powyżej 130 stopni). Tak więc dopóki temperatura wewnętrzna nie przekroczy 130 stopni, silnik nie uszkodzi pierścienia, a temperatura powierzchni będzie w tym punkcie niższa niż 90 stopni. Dlatego temperatura powierzchni silnika krokowego w zakresie 70-80 stopni jest normalna. Prosta metoda pomiaru temperatury przydatny termometr punktowy, można również w przybliżeniu określić: ręką można dotykać przez ponad 1-2 sekundy, nie więcej niż 60 stopni; ręką można dotykać tylko około 70-80 stopni; kilka kropli wody szybko wyparowuje, jest to ponad 90 stopni

3-stopniowy silnik grzewczy ze zmianą prędkości

Podczas korzystania z technologii napędu stałoprądowego, silnik krokowy przy prędkości statycznej i niskiej, prąd pozostanie stały, aby utrzymać stały moment obrotowy. Gdy prędkość jest wysoka do pewnego stopnia, wewnętrzny potencjał przeciwny silnika wzrasta, prąd będzie stopniowo spadał, a moment obrotowy również spadnie. Dlatego stan nagrzewania spowodowany utratą miedzi będzie zależny od prędkości. Statyczna i niska prędkość generalnie generują dużo ciepła, podczas gdy wysoka prędkość generuje mało ciepła. Ale straty żelaza (choć mniejszy udział) nie są takie same, a całe ciepło silnika jest sumą obu, więc powyższe jest tylko ogólną sytuacją.

4 ciepło wywołane uderzeniem

Chociaż ciepło silnika generalnie nie wpływa na jego żywotność, większość klientów nie musi zwracać na to uwagi. Ale poważnie przyniesie pewne negatywne skutki. Takie jak różne współczynniki rozszerzalności cieplnej wewnętrznych części silnika prowadzą do zmian naprężeń strukturalnych i niewielkich zmian w wewnętrznej szczelinie powietrznej, wpłyną na dynamiczną reakcję silnika, przy dużej prędkości łatwo będzie stracić tempo. Innym przykładem jest to, że w niektórych przypadkach nie dopuszcza się nadmiernego ciepła silnika, takich jak sprzęt medyczny i sprzęt testowy o wysokiej precyzji. Dlatego generowanie ciepła przez silnik powinno być kontrolowane w razie potrzeby.

 5 Jak zmniejszyć ciepło silnika

Zmniejszenie wytwarzania ciepła, ma na celu zmniejszenie strat miedzi i żelaza. Zmniejszenie strat miedzi w dwóch kierunkach, zmniejszenie rezystancji i prądu, co wymaga doboru małej rezystancji i znamionowego prądu tak małego, jak to możliwe, gdy silnik, silnik dwufazowy, może używać silnika szeregowo bez silnika równoległego. Ale często jest to sprzeczne z wymaganiami momentu obrotowego i dużej prędkości. W przypadku wybranego silnika funkcja automatycznej kontroli półprądu napędu i funkcja offline powinny być w pełni wykorzystane, pierwsza automatycznie zmniejsza prąd, gdy silnik jest w stanie spoczynku, a druga po prostu odcina prąd. Ponadto napęd podziału, ponieważ przebieg prądu jest zbliżony do sinusoidalnego, mniej harmonicznych, nagrzewanie silnika będzie również mniejsze. Istnieje kilka sposobów na zmniejszenie strat żelaza, a poziom napięcia jest z tym związany. Chociaż silnik napędzany wysokim napięciem przyniesie wzrost charakterystyk dużej prędkości, przynosi również wzrost wytwarzania ciepła. Dlatego należy wybrać odpowiedni poziom napięcia napędu, biorąc pod uwagę dużą prędkość, płynność i ciepło, hałas i inne wskaźniki.

We wszystkich rodzajach silników krokowych wnętrze składa się z rdzenia żelaznego i cewki uzwojenia. Uzwojenie ma rezystancję, wzbudzenie spowoduje stratę, wielkość straty jest proporcjonalna do kwadratu rezystancji i prądu, co jest często określane jako meteor miedziany, jeśli prąd nie jest standardowym prądem stałym lub sinusoidalnym, ale także stratą harmoniczną; rdzeń ma efekt histerezy prądu wirowego, w przemiennym polu magnetycznym również spowoduje stratę, wielkość materiału, prąd, częstotliwość, napięcie, co jest nazywane stratą żelaza. Strata miedzi i strata żelaza objawią się w postaci ciepła, co wpłynie na wydajność silnika. Silniki krokowe zazwyczaj dążą do dokładności pozycjonowania i momentu obrotowego, wydajność jest stosunkowo niska, prąd jest ogólnie stosunkowo duży i wysokie składowe harmoniczne, częstotliwość prądu przemiennego również zmienia się wraz z prędkością, a zatem silniki krokowe zazwyczaj mają ciepło, a sytuacja jest poważniejsza niż w przypadku ogólnego silnika prądu przemiennego.