Analisi della causa del riscaldamento del motore passo-passo

Motivo uno.

Uno dei vantaggi più significativi dimotori passo-passoè il controllo preciso che si può ottenere in un sistema a circuito aperto. Il controllo a circuito aperto significa che non sono necessarie informazioni di feedback sulla posizione (del rotore).

Questo controllo evita l'uso di costosi sensori e dispositivi di feedback come gli encoder ottici, poiché è sufficiente tracciare solo gli impulsi di passo in ingresso per conoscere la posizione del rotore. Recentemente, alcuni clienti hanno segnalato ai nostri ingegneri di motori Shangshe che anche i motori passo-passo sono soggetti a problemi di surriscaldamento. Come risolvere quindi questa situazione? 

1, ridurremotore passo-passoRidurre il calore significa ridurre le perdite di rame e di ferro. Ridurre le perdite di rame in due direzioni, ridurre lo yin elettrico e la corrente, il che richiede la selezione di una bassa resistenza e di una corrente nominale il più bassa possibile quando il motore, il motore passo-passo bifase, può essere utilizzato in serie e non in parallelo, ma questo spesso contraddice i requisiti di coppia e alta velocità.

2, per il motore selezionato, si dovrebbe sfruttare appieno la funzione di controllo automatico della metà corrente dell'azionamento e la funzione offline, la prima riduce automaticamente la corrente quando il motore è a riposo, la seconda semplicemente interrompe la corrente.

3. Inoltre, l'azionamento del motore passo-passo a suddivisione, poiché la forma d'onda della corrente è prossima a quella sinusoidale, con meno armoniche, riduce il riscaldamento del motore. Esistono diversi modi per ridurre le perdite nel ferro, il livello di tensione è correlato a questo. L'azionamento del motore ad alta tensione, sebbene comporti un aumento delle caratteristiche ad alta velocità, comporta anche un aumento della generazione di calore. 

4. È necessario scegliere il livello di tensione del motore di azionamento appropriato, tenendo conto della banda alta, della scorrevolezza e del calore, del rumore e di altri indicatori.

Motivo due.

Sebbene il calore del motore passo-passo generalmente non ne influisca negativamente sulla durata, la maggior parte dei clienti non deve prestarvi attenzione. Tuttavia, può avere effetti negativi. Ad esempio, il coefficiente di dilatazione termica interna di ogni componente del motore passo-passo, le diverse variazioni di stress strutturale e le piccole variazioni del traferro interno influiscono sulla risposta dinamica del motore passo-passo, con conseguente facile perdita di passo ad alta velocità. Un altro esempio è rappresentato da applicazioni che non consentono un'eccessiva generazione di calore da parte dei motori passo-passo, come dispositivi medicali e apparecchiature di collaudo ad alta precisione. Pertanto, è necessario controllare il calore del motore passo-passo. Il calore del motore è causato da questi fattori.

1, la corrente impostata dal driver è maggiore della corrente nominale del motore

2, la velocità del motore è troppo elevata

3. Il motore stesso ha un'elevata inerzia e coppia di posizionamento, quindi anche il funzionamento a media velocità si surriscalda, ma ciò non influisce sulla durata del motore. Il punto di smagnetizzazione del motore è compreso tra 130 e 200 °C, quindi temperature del motore tra 70 e 90 °C sono normali. Temperature inferiori a 130 °C non rappresentano generalmente un problema. In caso di surriscaldamento, la corrente di azionamento viene impostata a circa il 70% della corrente nominale del motore o della velocità del motore per ridurne un po'.

Motivo tre.

Il motore passo-passo, come elemento di attuazione digitale, è ampiamente utilizzato nei sistemi di controllo del movimento. Molti utenti e appassionati di motori passo-passo ritengono che il motore si surriscaldi eccessivamente e nutrono dubbi, non sapendo se questo fenomeno sia normale. In effetti, il surriscaldamento è un fenomeno comune nei motori passo-passo, ma quale livello di calore è considerato normale e come si può ridurre al minimo il surriscaldamento del motore passo-passo?

 

Di seguito proponiamo una semplice classificazione, auspicabilmente in funzione delle applicazioni pratiche:.

1 principio di riscaldamento del motore

Di solito, vediamo tutti i tipi di motori, il nucleo interno e la bobina di avvolgimento. L'avvolgimento ha una resistenza, che se eccitata produce una perdita, l'entità della perdita, la resistenza e la corrente sono proporzionali al quadrato della perdita, che viene spesso definita perdita nel rame, se la corrente non è una corrente continua standard o un'onda sinusoidale, ma anche una perdita armonica; il nucleo ha un effetto di isteresi a correnti parassite, nel campo magnetico alternato produce anche una perdita, l'entità del materiale, la corrente, la frequenza e la tensione, che viene chiamata perdita nel ferro. La perdita nel rame e nel ferro si manifesta sotto forma di calore, influenzando così l'efficienza del motore. I motori passo-passo generalmente mirano alla precisione di posizionamento e all'erogazione di coppia, l'efficienza è relativamente bassa, la corrente è generalmente relativamente elevata e presenta componenti armoniche elevate, la frequenza di alternanza della corrente varia anche con la velocità, e quindi i motori passo-passo generalmente producono calore, e la situazione è più grave rispetto ai motori a corrente alternata generici.

2 motori passo-passo con intervallo di temperatura ragionevole

La quantità di calore generata dal motore dipende in larga misura dal livello di isolamento interno. L'isolamento interno si deteriora solo ad alte temperature (superiori a 130 gradi). Pertanto, finché la temperatura interna non supera i 130 gradi, il motore non danneggerà l'anello e la temperatura superficiale sarà inferiore a 90 gradi in quel punto. Pertanto, una temperatura superficiale di 70-80 gradi è normale per un motore passo-passo. Un semplice metodo di misurazione della temperatura con un termometro a punta utile può essere utile per determinare approssimativamente: con una mano che può toccare per più di 1-2 secondi, non supera i 60 gradi; con una mano che può toccare solo, circa 70-80 gradi; poche gocce d'acqua evaporano rapidamente, superano i 90 gradi.

Riscaldamento del motore passo-passo a 3 velocità con cambio di velocità

Utilizzando la tecnologia di azionamento a corrente costante, il motore passo-passo, sia a velocità statica che a bassa velocità, mantiene la corrente costante per mantenere costante la coppia in uscita. Quando la velocità è elevata fino a un certo punto, il potenziale interno del motore aumenta, la corrente diminuisce gradualmente e anche la coppia diminuisce. Pertanto, il riscaldamento dovuto alla perdita di rame dipenderà dalla velocità. Velocità statica e bassa generano generalmente un calore elevato, mentre l'alta velocità genera un calore basso. Tuttavia, le perdite nel ferro (sebbene in percentuale minore) non sono le stesse e il calore complessivo del motore è la somma delle due, quindi quanto sopra rappresenta solo la situazione generale.

4 calore provocato dall'impatto

Sebbene il calore generato dal motore generalmente non ne influisca negativamente sulla durata, la maggior parte dei clienti non ne presta attenzione. Tuttavia, può avere effetti negativi. Ad esempio, i diversi coefficienti di dilatazione termica delle parti interne del motore causano variazioni nelle sollecitazioni strutturali e piccole variazioni nel traferro interno, che influenzano la risposta dinamica del motore, con conseguente perdita di velocità. Un altro esempio è rappresentato da applicazioni in cui il calore generato dal motore non è eccessivo, come nel caso di apparecchiature medicali e apparecchiature di collaudo ad alta precisione. Pertanto, la generazione di calore del motore deve essere controllata in base alle necessità.

 5 Come ridurre il calore del motore

Ridurre la generazione di calore significa ridurre le perdite di rame e di ferro. Ridurre le perdite di rame in due direzioni, ridurre la resistenza e la corrente, il che richiede la selezione di una bassa resistenza e di una corrente nominale il più bassa possibile quando il motore, in particolare il motore bifase, può essere utilizzato in serie senza un motore parallelo. Tuttavia, questo spesso contraddice i requisiti di coppia e alta velocità. Per il motore selezionato, è necessario utilizzare appieno la funzione di controllo automatico della metà corrente e la funzione offline dell'azionamento: la prima riduce automaticamente la corrente quando il motore è a riposo, mentre la seconda la interrompe semplicemente. Inoltre, l'azionamento a suddivisione, poiché la forma d'onda della corrente è prossima a quella sinusoidale, con meno armoniche, riduce anche il riscaldamento del motore. Esistono diversi modi per ridurre le perdite di ferro, e il livello di tensione è correlato a questo. Sebbene un motore azionato da alta tensione comporti un aumento delle caratteristiche ad alta velocità, comporta anche un aumento della generazione di calore. Pertanto, è necessario scegliere il livello di tensione di azionamento appropriato, tenendo conto dell'alta velocità, della fluidità e del calore, del rumore e di altri indicatori.

Per tutti i tipi di motori passo-passo, l'interno è composto da un nucleo di ferro e da una bobina di avvolgimento. L'avvolgimento ha una resistenza, che quando è sotto tensione produce una perdita, la cui entità è proporzionale al quadrato della resistenza e della corrente, il che viene spesso definito "meteore di rame", se la corrente non è una corrente continua standard o un'onda sinusoidale, ma anche una perdita armonica; il nucleo ha un effetto di isteresi a correnti parassite, e anche in un campo magnetico alternato si producono perdite, che a loro volta dipendono dalla dimensione del materiale, dalla corrente, dalla frequenza e dalla tensione, il che viene chiamato perdita nel ferro. Le perdite nel rame e nel ferro si manifestano sotto forma di calore, compromettendo così l'efficienza del motore. I motori passo-passo generalmente puntano alla precisione di posizionamento e alla coppia erogata, l'efficienza è relativamente bassa, la corrente è generalmente elevata e presenta componenti armoniche elevate, la frequenza di alternanza della corrente varia anche con la velocità, e quindi i motori passo-passo generalmente sviluppano calore, una situazione più grave rispetto ai motori a corrente alternata generici.