principio di generazione del caloremotore passo-passo.
1. Di solito si vedono tutti i tipi di motori, al cui interno si trovano un nucleo di ferro e un avvolgimento.L'avvolgimento ha una resistenza che, se alimentata, produce perdite. L'entità di tali perdite è proporzionale al quadrato della resistenza e della corrente, e viene spesso definita perdita di rame. Se la corrente non è continua standard o sinusoidale, si generano anche perdite armoniche. Il nucleo presenta un effetto di corrente parassita isteretica che, nel campo magnetico alternato, produce anch'esso perdite. L'entità di tali perdite dipende dal materiale, dalla corrente, dalla frequenza e dalla tensione, e viene definita perdita di ferro. Le perdite di rame e di ferro si manifestano sotto forma di calore, influenzando quindi l'efficienza del motore. I motori passo-passo, generalmente progettati per massimizzare la precisione di posizionamento e la coppia erogata, presentano un'efficienza relativamente bassa, una corrente generalmente elevata e componenti armoniche complesse. La frequenza di alternanza della corrente varia con la velocità, pertanto i motori passo-passo generano calore, una situazione più critica rispetto ai motori a corrente alternata tradizionali.
2, l'intervallo ragionevole dimotore passo-passoCalore.
La quantità di calore che un motore può sopportare dipende principalmente dal livello di isolamento interno. L'isolamento interno resiste a temperature elevate (130 gradi o più) prima di essere danneggiato. Pertanto, finché la temperatura interna non supera i 130 gradi, il motore non si danneggerà e la temperatura superficiale rimarrà al di sotto dei 90 gradi.
Pertanto, una temperatura superficiale del motore passo-passo di 70-80 gradi è normale. Un semplice metodo di misurazione della temperatura, che si può utilizzare con un termometro a punta, permette di determinare approssimativamente la temperatura: se la mano può rimanere al tatto per più di 1-2 secondi, la temperatura non supera i 60 gradi; se la mano può solo toccare, la temperatura è di circa 70-80 gradi; se alcune gocce d'acqua evaporano rapidamente, la temperatura supera i 90 gradi.
3, motore passo-passoriscaldamento con variazioni di velocità.
Quando si utilizza la tecnologia di azionamento a corrente costante, nei motori passo-passo a velocità statica e bassa, la corrente rimane costante per mantenere una coppia costante. Quando la velocità aumenta oltre un certo livello, il contropotenziale interno del motore aumenta, la corrente diminuisce gradualmente e di conseguenza anche la coppia si riduce.
Pertanto, il riscaldamento dovuto alle perdite di rame dipenderà dalla velocità. Le condizioni statiche e a bassa velocità generano generalmente un calore elevato, mentre le alte velocità generano un calore inferiore. Tuttavia, le perdite di ferro (sebbene in proporzione minore) non variano allo stesso modo, e il calore totale del motore è la somma di entrambi, quindi quanto sopra rappresenta solo la situazione generale.
4. L'impatto del calore.
Sebbene il calore del motore in genere non influisca sulla sua durata, la maggior parte dei clienti tende a sottovalutarlo. Tuttavia, un surriscaldamento eccessivo può avere conseguenze negative. Ad esempio, i diversi coefficienti di dilatazione termica delle parti interne del motore, causando variazioni nelle sollecitazioni strutturali, e piccole modifiche nell'intercapedine d'aria interna, possono influenzare la risposta dinamica del motore, con conseguente perdita di passi alle alte velocità. Un altro esempio è rappresentato da applicazioni in cui il calore eccessivo del motore non è tollerato, come ad esempio nelle apparecchiature mediche e negli strumenti di test di alta precisione. Pertanto, è fondamentale controllare la temperatura del motore.
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 entrambe le direzioni significa ridurre la resistenza e la corrente, il che richiede la selezione di motori con la minore resistenza e corrente nominale possibile. I motori bifase possono essere utilizzati in serie senza motori in parallelo. Tuttavia, ciò spesso è in contraddizione con i requisiti di coppia e alta velocità. Per il motore selezionato, è necessario sfruttare 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 interrompe semplicemente la corrente.
Inoltre, grazie alla forma d'onda della corrente prossima a quella sinusoidale, con meno armoniche, il motore si riscalda meno. Esistono diversi modi per ridurre le perdite nel ferro, e il livello di tensione è strettamente correlato a questo aspetto. Sebbene un motore alimentato ad alta tensione migliori le prestazioni ad alta velocità, comporta anche un aumento della generazione di calore. Pertanto, è necessario scegliere il livello di tensione di azionamento corretto, tenendo conto di velocità, fluidità di funzionamento, calore, rumorosità e altri parametri.
Tecniche di controllo per i processi di accelerazione e decelerazione dei motori passo-passo.
Con la diffusione dei motori passo-passo, aumenta anche lo studio del loro controllo. In fase di avviamento o accelerazione, se l'impulso del motore passo-passo cambia troppo rapidamente, il rotore, a causa dell'inerzia, non riesce a seguire le variazioni del segnale elettrico, causando blocchi o perdita di passi. Allo stesso modo, in fase di arresto o decelerazione, può verificarsi un overstepping. Per prevenire blocchi, perdita di passi e overshoot, è necessario migliorare la frequenza di lavoro e il controllo della velocità del motore passo-passo.
La velocità di un motore passo-passo dipende dalla frequenza degli impulsi, dal numero di denti del rotore e dal numero di battimenti. La sua velocità angolare è proporzionale alla frequenza degli impulsi ed è sincronizzata con essa. Pertanto, se il numero di denti del rotore e il numero di battimenti sono determinati, la velocità desiderata può essere ottenuta controllando la frequenza degli impulsi. Poiché il motore passo-passo viene avviato grazie alla sua coppia sincrona, la frequenza di avviamento non è elevata per evitare la perdita di passi. In particolare, all'aumentare della potenza, del diametro del rotore e dell'inerzia, la frequenza di avviamento e la frequenza di funzionamento massima possono differire anche di dieci volte.
Le caratteristiche di frequenza di avviamento del motore passo-passo fanno sì che, all'avvio, il motore non raggiunga direttamente la frequenza operativa, ma segua un processo di avviamento graduale, ovvero parte da una bassa velocità e aumenta progressivamente fino alla velocità operativa. L'arresto avviene quando la frequenza operativa non può essere ridotta immediatamente a zero, ma avviene tramite un processo di riduzione graduale della velocità da alta a zero.
La coppia di uscita del motore passo-passo diminuisce con l'aumentare della frequenza di impulso; maggiore è la frequenza di avviamento, minore è la coppia di avviamento, minore è la capacità di azionare il carico, l'avvio causerà una perdita di passi e in fase di arresto si verificherà un overshoot. Per far sì che il motore passo-passo raggiunga rapidamente la velocità richiesta senza perdere passi o subire overshoot, la chiave è ottimizzare il processo di accelerazione, in modo che la coppia di accelerazione necessaria sfrutti appieno la coppia fornita dal motore passo-passo a ciascuna frequenza operativa, senza superarla. Pertanto, il funzionamento del motore passo-passo deve generalmente passare attraverso tre fasi: accelerazione, velocità costante e decelerazione. Il tempo di accelerazione e decelerazione deve essere il più breve possibile, mentre il tempo di velocità costante deve essere il più lungo possibile. In particolare, nelle applicazioni che richiedono una risposta rapida, il tempo di funzionamento dal punto di partenza alla fine deve essere il più breve possibile, il che richiede che il processo di accelerazione e decelerazione sia il più breve possibile, mentre il tempo di velocità costante deve essere il più alto possibile.
Scienziati e tecnici in patria e all'estero hanno condotto molte ricerche sulla tecnologia di controllo della velocità dei motori passo-passo e hanno stabilito una varietà di modelli matematici di controllo dell'accelerazione e della decelerazione, come il modello esponenziale, il modello lineare, ecc., e sulla base di ciò hanno progettato e sviluppato una varietà di circuiti di controllo per migliorare le caratteristiche di movimento dei motori passo-passo, per promuovere il campo di applicazione dei motori passo-passo l'accelerazione e la decelerazione esponenziali tengono conto delle caratteristiche momento-frequenza intrinseche dei motori passo-passo, sia per garantire che il motore passo-passo in movimento non perda passo, sia per sfruttare appieno le caratteristiche intrinseche del motore, accorciando il tempo di velocità di sollevamento, ma a causa dei cambiamenti nel carico del motore, è difficile da ottenere mentre l'accelerazione e la decelerazione lineari considerano solo il motore nell'intervallo di capacità di carico della velocità angolare e l'impulso proporzionale a questa relazione, non a causa delle fluttuazioni nella tensione di alimentazione, ambiente di carico e caratteristiche di cambiamento, questo metodo di accelerazione dell'accelerazione è costante, lo svantaggio è che non considera completamente la coppia di uscita del motore passo-passo Con le caratteristiche di variazione della velocità, passo-passo Il motore ad alta velocità si sfaserà.
Questa è un'introduzione al principio di riscaldamento e alla tecnologia di controllo del processo di accelerazione/decelerazione dei motori passo-passo.
Se desiderate comunicare e collaborare con noi, non esitate a contattarci!
Interagiamo a stretto contatto con i nostri clienti, ascoltando le loro esigenze e agendo di conseguenza. Crediamo che una partnership vantaggiosa per entrambe le parti si basi sulla qualità del prodotto e sul servizio al cliente.
Data di pubblicazione: 27 aprile 2023