Шаговый двигатель, как цифровой исполнительный элемент, широко используется в системах управления движением. Многие пользователи и знакомые, использующие шаговые двигатели, отмечают, что двигатель сильно нагревается, и сомневаются, нормально ли это явление. На самом деле, нагрев — распространённое явление для шаговых двигателей, но какой уровень нагрева считается нормальным и как минимизировать нагрев шагового двигателя?
чтобы понять, почему шаговый двигатель нагревается.
Внутреннее устройство всех типов шаговых двигателей состоит из железного сердечника и обмотки. Сопротивление обмотки, мощность и сопротивление приводят к потерям. Размер потерь, а также сопротивление и ток пропорциональны квадрату. Это то, что мы часто называем потерями в меди. Если ток не является стандартным постоянным или синусоидальным, также возникают гармонические потери. Гистерезис сердечника и вихревые токи в переменном магнитном поле также приводят к потерям, зависящим от размера материала, тока, частоты и напряжения. Это называется потерями в стали. Потери в меди и стали проявляются в виде выделения тепла, что влияет на эффективность двигателя.
Шаговые двигатели обычно стремятся к точности позиционирования и выходному крутящему моменту, эффективность относительно низкая, ток, как правило, большой, и высокие гармонические составляющие, частота тока меняется со скоростью, поэтому шаговые двигатели обычно имеют тепловые проблемы, и ситуация более серьезная, чем у обычных двигателей переменного тока.
二、 регулирование нагрева шагового двигателя в разумных пределах.
Допустимый нагрев двигателя в основном зависит от уровня внутренней изоляции двигателя. Внутренняя изоляция не разрушается, пока она не достигнет высокой температуры (выше 130 градусов). Таким образом, пока внутренняя температура не превысит 130 градусов, двигатель не будет поврежден, и тогда температура поверхности будет ниже 90 градусов. Следовательно, температура поверхности шагового двигателя 70-80 градусов является нормальной. Простой метод измерения температуры с помощью термометра также позволяет приблизительно оценить: рукой можно коснуться более 1-2 секунд, не более 60 градусов; рукой можно только коснуться, около 70-80 градусов; несколько капель воды быстро испаряются, это более 90 градусов; конечно, вы также можете использовать термопистолет для определения.
Например, нагрев шагового двигателя с изменением скорости.
При использовании технологии привода постоянного тока шаговый двигатель в статическом состоянии и на низкой скорости будет поддерживать относительно постоянный ток для поддержания постоянного выходного крутящего момента.
При определённом повышении скорости обратный потенциал внутри двигателя растёт, ток постепенно уменьшается, а крутящий момент также уменьшается. Следовательно, тепловыделение из-за потерь в меди зависит от скорости.
Тепловыделение, как правило, высокое в статике и на низких скоростях и низкое на высоких. Однако потери в стали (хотя и незначительные) не изменяются, и весь нагрев двигателя представляет собой сумму этих двух показателей, поэтому вышеизложенное представляет собой лишь общую ситуацию.
四、 the impact of heat
Хотя перегрев двигателя обычно не влияет на срок его службы, большинству пользователей не стоит обращать на него внимание. Однако сильный перегрев может привести к некоторым негативным последствиям.
Например, внутренние части двигателя подвержены различным структурным напряжениям, вызванным изменениями внутреннего воздушного зазора, и даже небольшие изменения повлияют на динамический отклик двигателя, на высокой скорости будет легко потерять шаг.
Другой пример: в некоторых случаях не допускается чрезмерный нагрев двигателя, например, в медицинском оборудовании и высокоточном испытательном оборудовании. Поэтому необходимо контролировать нагрев двигателя.
五、 Уменьшите нагрев двигателя.
Уменьшение нагрева – это снижение потерь в меди и стали. Снижение потерь в меди имеет два направления: снижение сопротивления и тока. Для этого необходимо выбирать двигатели с малым сопротивлением и минимальным номинальным током. Двухфазные двигатели можно использовать последовательно, без необходимости параллельного соединения.
Но это часто противоречит требованиям крутящего момента и высокой скорости.
Выбранный двигатель должен в полной мере использовать функцию автоматического управления половинным током привода и функцию автономного режима. Первая функция автоматически снижает ток, когда двигатель находится в статическом состоянии, а вторая просто отключает ток.
Кроме того, благодаря мелкодисперсному приводу, форма тока которого близка к синусоидальной, снижается уровень гармоник, что снижает нагрев двигателя. Существует не так много способов снизить потери в стали. Уровень напряжения связан с двигателем высоковольтного привода, хотя это и улучшает скоростные характеристики, но также приводит к увеличению тепловыделения.
Поэтому следует выбирать соответствующий уровень напряжения привода, учитывая быстродействие, плавность хода, а также тепловыделение, шумность и другие показатели.
Время публикации: 13 сентября 2024 г.