Zasada wytwarzania ciepłasilnik krokowy.
1. Zwykle widzimy wszystkie rodzaje silników, których wnętrze składa się z rdzenia żelaznego i uzwojenia cewki.Uzwojenie ma rezystancję, wzbudzenie spowoduje stratę, której wielkość jest proporcjonalna do kwadratu rezystancji i prądu, co często określa się jako stratę miedzi. Jeśli prąd nie jest standardowym prądem stałym lub sinusoidalnym, spowoduje to również stratę harmoniczną. Rdzeń ma efekt histerezy wirowej, w zmiennym polu magnetycznym również spowoduje stratę, jego rozmiar i materiał, prąd, częstotliwość, napięcie, co nazywa się stratą żelaza. Strata miedzi i strata żelaza objawiają 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 zazwyczaj stosunkowo duży i ma wysokie składowe harmoniczne, częstotliwość prądu przemiennego również zmienia się wraz z prędkością, a zatem silniki krokowe zazwyczaj wytwarzają ciepło, a sytuacja jest poważniejsza niż w przypadku ogólnego silnika prądu przemiennego.
2. rozsądny zakressilnik krokowyciepło.
Zakres dopuszczalnego ciepła silnika zależy głównie od poziomu izolacji wewnętrznej silnika. Wydajność izolacji wewnętrznej w wysokich temperaturach (130 stopni lub więcej) przed jej zniszczeniem. Dopóki temperatura wewnętrzna nie przekroczy 130 stopni, silnik nie straci pierścienia, a temperatura powierzchni spadnie poniżej 90 stopni.
Dlatego temperatura powierzchni silnika krokowego w zakresie 70-80 stopni Celsjusza jest normalna. Prosta metoda pomiaru temperatury, z użyciem termometru punktowego, pozwala również na zgrubne określenie: temperatura, którą można dotknąć dłonią przez ponad 1-2 sekundy, nie przekracza 60 stopni Celsjusza; temperatura, którą można dotknąć tylko dłonią, wynosi około 70-80 stopni Celsjusza; kilka kropel wody szybko odparowuje, a temperatura przekracza 90 stopni Celsjusza.
3, silnik krokowyogrzewanie ze zmianą prędkości.
W silnikach krokowych z technologią stałego prądu, przy prędkości statycznej i niskiej, prąd pozostaje stały, aby utrzymać stały moment obrotowy. Gdy prędkość osiągnie pewien poziom, wewnętrzny potencjał przeciwny silnika rośnie, prąd stopniowo spada, a wraz z nim moment obrotowy.
Zatem warunki nagrzewania spowodowane stratą miedzi będą zależne od prędkości. Praca statyczna i niska prędkość zazwyczaj generują dużo ciepła, podczas gdy wysoka prędkość generuje mało ciepła. Jednak straty żelaza (choć w mniejszym stopniu) nie zmieniają się tak samo, a ciepło generowane przez cały silnik jest sumą tych dwóch wartości, więc powyższy opis przedstawia jedynie ogólną sytuację.
4. Wpływ ciepła.
Chociaż ciepło silnika generalnie nie wpływa na jego żywotność, większość klientów nie musi zwracać na to uwagi. Jednak poważniejsze problemy mogą mieć negatywny wpływ. Na przykład, różne współczynniki rozszerzalności cieplnej wewnętrznych części silnika prowadzą do zmian naprężeń strukturalnych, a niewielkie zmiany w wewnętrznej szczelinie powietrznej wpływają na dynamiczną reakcję silnika, co może prowadzić do utraty prędkości obrotowej. Innym przykładem jest sytuacja, w której nadmierne nagrzewanie się silnika jest niedopuszczalne, na przykład w sprzęcie medycznym i precyzyjnym sprzęcie testowym. Dlatego też konieczne jest kontrolowanie temperatury silnika.
5. Jak zmniejszyć ciepło silnika.
Zmniejszenie generowania ciepła ma na celu zmniejszenie strat miedzi i żelaza. Zmniejszenie strat miedzi w dwóch kierunkach, a także zmniejszenie rezystancji i prądu, wymaga doboru silnika o jak najniższej rezystancji i znamionowym prądzie. Silnik dwufazowy może być połączony szeregowo, bez silnika równoległego. Często jednak stoi to w sprzeczności z wymaganiami dotyczącymi momentu obrotowego i wysokiej prędkości obrotowej. W przypadku wybranego silnika, funkcja automatycznej regulacji prądu o połowę oraz funkcja offline napędu powinny być w pełni wykorzystane. Pierwsza z nich automatycznie zmniejsza prąd, gdy silnik jest w spoczynku, a druga po prostu go odcina.
Dodatkowo, napęd z podziałem napięcia, ze względu na zbliżony do sinusoidalnego przebieg prądu, charakteryzuje się mniejszą liczbą harmonicznych, co przekłada się na mniejsze nagrzewanie się silnika. Istnieje kilka sposobów na zmniejszenie strat w żelazie, a poziom napięcia jest z tym powiązany. Chociaż silnik napędzany wysokim napięciem poprawi charakterystykę prędkości obrotowej, to jednocześnie zwiększy generowanie ciepła. Dlatego należy dobrać odpowiedni poziom napięcia napędu, uwzględniając wysoką prędkość obrotową, płynność pracy oraz emisję ciepła, szum i inne wskaźniki.
Techniki sterowania procesami przyspieszania i zwalniania silników krokowych.
Wraz z upowszechnieniem się silników krokowych, rośnie również zainteresowanie badaniami nad ich sterowaniem. Podczas rozruchu lub przyspieszania, jeśli impuls krokowy zmienia się zbyt szybko, wirnik z powodu bezwładności nie nadąża za zmianami sygnału elektrycznego, co skutkuje zablokowaniem lub utratą kroku podczas zatrzymywania lub zwalniania. Z tego samego powodu może to prowadzić do przekroczenia kroku. Aby zapobiec blokowaniu, utracie kroku i przekroczeniu prędkości, a także poprawić częstotliwość roboczą, silnik krokowy podnosi sterowanie prędkością.
Prędkość silnika krokowego zależy od częstotliwości impulsów, liczby zębów wirnika i liczby uderzeń. Jego prędkość kątowa jest proporcjonalna do częstotliwości impulsów i jest zsynchronizowana z impulsem. Zatem, jeśli liczba zębów wirnika i liczba uderzeń roboczych są znane, pożądaną prędkość można uzyskać, kontrolując częstotliwość impulsów. Ponieważ silnik krokowy jest uruchamiany za pomocą momentu synchronicznego, częstotliwość początkowa nie jest wysoka, aby nie stracić kroku. Zwłaszcza wraz ze wzrostem mocy, średnica wirnika rośnie, a bezwładność rośnie, a częstotliwość początkowa i maksymalna częstotliwość robocza mogą różnić się nawet dziesięciokrotnie.
Charakterystyka częstotliwości początkowej silnika krokowego sprawia, że silnik krokowy nie może bezpośrednio osiągnąć częstotliwości roboczej, ale musi przejść proces rozruchu, czyli stopniowe zwiększanie prędkości od niskiej do roboczej. Zatrzymanie następuje, gdy częstotliwość robocza nie może zostać natychmiast zredukowana do zera, ale musi nastąpić stopniowe zmniejszanie prędkości do zera.
Moment obrotowy silnika krokowego maleje wraz ze wzrostem częstotliwości impulsów. Im wyższa częstotliwość początkowa, tym mniejszy moment początkowy, tym gorsza zdolność do napędzania obciążenia. Rozruch spowoduje utratę kroku, a zatrzymanie nastąpi w momencie przeregulowania. Aby silnik krokowy szybko osiągnął wymaganą prędkość i nie stracił kroku ani nie przeregulował, kluczowe jest zapewnienie momentu obrotowego niezbędnego do pełnego wykorzystania momentu obrotowego zapewnianego przez silnik krokowy przy każdej częstotliwości roboczej i nieprzekroczenie tego momentu. Dlatego praca silnika krokowego musi zasadniczo przebiegać przez trzy etapy: przyspieszanie, jednostajna prędkość i hamowanie, przy czym czas przyspieszania i hamowania musi być jak najkrótszy, a czas pracy ze stałą prędkością jak najdłuższy. Szczególnie w pracach wymagających szybkiej reakcji, czas od punktu startu do końca musi być jak najkrótszy, co wymaga przyspieszania, hamowania i utrzymywania najwyższej prędkości przy stałej prędkości.
Naukowcy i technicy w kraju i za granicą przeprowadzili wiele badań nad technologią sterowania prędkością silników krokowych i opracowali szereg matematycznych modeli sterowania przyspieszeniem i zwalnianiem, takich jak model wykładniczy, model liniowy itp. Na podstawie tych badań opracowano i rozwinięto szereg obwodów sterujących w celu poprawy charakterystyk ruchu silników krokowych, aby promować zakres zastosowań silników krokowych. Wykładnicze przyspieszenie i zwalnianie uwzględnia wrodzone cechy moment-częstotliwość silników krokowych, zarówno w celu zapewnienia, że silnik krokowy porusza się bez utraty kroku, jak i pełnego wykorzystania wrodzonych cech silnika, skrócenia czasu prędkości podnoszenia, ale ze względu na zmiany obciążenia silnika trudno jest osiągnąć, podczas gdy liniowe przyspieszenie i zwalnianie uwzględniają tylko silnik w zakresie nośności prędkości kątowej i impulsu proporcjonalnego do tej zależności, a nie ze względu na wahania napięcia zasilania, środowisko obciążenia i cechy zmiany, ta metoda przyspieszania przyspieszenia jest stała, wadą jest to, że nie uwzględnia w pełni momentu wyjściowego silnika krokowego. Z cechami zmiany prędkości, silnik krokowy przy dużej prędkości będzie rozregulowany.
To wprowadzenie do zasad nagrzewania i technologii sterowania procesem przyspieszania/zwalniania silników krokowych.
Jeśli chcesz nawiązać z nami komunikację i współpracę, skontaktuj się z nami!
Współpracujemy ściśle z naszymi klientami, wsłuchując się w ich potrzeby i reagując na ich prośby. Wierzymy, że partnerstwo korzystne dla obu stron opiera się na jakości produktów i obsłudze klienta.
Czas publikacji: 27 kwietnia 2023 r.