Принцип генерации теплашаговый двигатель.
1. Обычно встречаются всевозможные двигатели, внутри которых находятся железный сердечник и обмотка.Обмотка имеет сопротивление, под напряжением возникают потери, величина которых пропорциональна квадрату сопротивления и тока, что часто называют потерями в меди. Если ток не является стандартным постоянным или синусоидальным, возникают также гармонические потери; в сердечнике присутствует эффект вихревых токов, которые в переменном магнитном поле также вызывают потери, величина которых зависит от материала, тока, частоты и напряжения, и называются потерями в железе. Потери в меди и железе проявляются в виде тепла, что влияет на эффективность двигателя. Шаговые двигатели, как правило, стремятся к высокой точности позиционирования и крутящему моменту, однако их эффективность относительно низка, ток обычно достаточно велик, а частота колебаний тока также изменяется в зависимости от скорости, поэтому шаговые двигатели обычно сильно нагреваются, и эта проблема более серьезна, чем у обычных двигателей переменного тока.
2, разумный диапазоншаговый двигательнагревать.
Допустимый уровень нагрева двигателя в основном зависит от уровня внутренней изоляции двигателя. Внутренняя изоляция разрушается при высоких температурах (130 градусов и выше). Поэтому, пока внутренняя изоляция не превышает 130 градусов, изоляция двигателя не разрушится, а температура поверхности в это время будет ниже 90 градусов.
Таким образом, температура поверхности шагового двигателя в 70-80 градусов считается нормальной. Простой метод измерения температуры — использование точечного термометра. Можно также приблизительно определить: если прикоснуться рукой к поверхности более 1-2 секунд, температура не превысит 60 градусов; если прикоснуться только рукой, температура составит около 70-80 градусов; если несколько капель воды быстро испарились, температура превысит 90 градусов.
3, шаговый двигательНагрев с изменением скорости.
При использовании технологии привода с постоянным током, в шаговых двигателях в статическом режиме и на низких скоростях ток остается постоянным, поддерживая постоянный крутящий момент. Когда скорость достигает определенного уровня, внутреннее противопотенциал двигателя возрастает, ток постепенно падает, и крутящий момент также снижается.
Следовательно, нагрев из-за потерь в меди будет зависеть от скорости вращения. В статическом режиме и при низкой скорости обычно выделяется много тепла, тогда как при высокой скорости — мало. Но потери в железе (хотя и меньшая доля) изменяются не одинаково, и общее тепловыделение двигателя представляет собой сумму этих двух факторов, поэтому вышеописанное является лишь общей ситуацией.
4. Влияние тепла.
Хотя перегрев двигателя, как правило, не влияет на его срок службы, большинству потребителей не нужно обращать на это внимание. Однако, если серьезно, это может привести к некоторым негативным последствиям. Например, различные коэффициенты теплового расширения внутренних частей двигателя приводят к изменению структурных напряжений, а небольшие изменения внутреннего воздушного зазора влияют на динамические характеристики двигателя, и на высоких скоростях легко может произойти сбой шагового двигателя. Другой пример: в некоторых случаях чрезмерный нагрев двигателя недопустим, например, в медицинском оборудовании и высокоточных измерительных приборах и т. д. Поэтому контроль за нагревом двигателя необходим.
5. Как снизить нагрев двигателя.
Снижение тепловыделения достигается за счет уменьшения потерь в меди и железе. Снижение потерь в меди происходит в двух направлениях: уменьшение сопротивления и тока, что требует выбора двигателя с максимально малым сопротивлением и номинальным током. Двухфазные двигатели можно использовать последовательно, а не параллельно. Однако это часто противоречит требованиям к крутящему моменту и высокой скорости. Для выбранного двигателя необходимо в полной мере использовать функцию автоматического регулирования полутока и функцию автономного режима привода: первая автоматически уменьшает ток, когда двигатель находится в состоянии покоя, а вторая просто отключает ток.
Кроме того, при использовании привода с делением частоты, поскольку форма тока близка к синусоидальной, меньше гармоник, и, следовательно, меньше нагрева двигателя. Существует несколько способов снижения потерь в железе, и уровень напряжения связан с этим. Хотя двигатель, работающий от высокого напряжения, обеспечивает улучшение характеристик на высоких скоростях, он также приводит к увеличению тепловыделения. Поэтому следует выбирать правильный уровень напряжения привода, учитывая высокую скорость, плавность хода, а также тепловыделение, шум и другие показатели.
Методы управления процессами ускорения и замедления шаговых двигателей.
С широким распространением шаговых двигателей растет и интерес к их управлению. При запуске или ускорении, если импульс шагового двигателя изменяется слишком быстро, ротор из-за инерции не следует за изменением электрического сигнала, что приводит к блокировке или потере шага. При остановке или замедлении по той же причине может возникнуть перерегулирование. Для предотвращения блокировки, потери шага и перерегулирования, повышения рабочей частоты, в шаговых двигателях необходимо улучшить управление скоростью.
Скорость шагового двигателя зависит от частоты импульсов, количества зубьев ротора и количества оборотов. Его угловая скорость пропорциональна частоте импульсов и синхронизирована по времени с импульсом. Таким образом, если количество зубьев ротора и количество оборотов заданы, желаемая скорость может быть получена путем управления частотой импульсов. Поскольку запуск шагового двигателя осуществляется с помощью синхронного момента, частота запуска невелика, чтобы избежать потери шага. Особенно с увеличением мощности, диаметром ротора и инерции, частота запуска и максимальная частота вращения могут отличаться в десять раз.
Характеристики пусковой частоты шагового двигателя таковы, что при запуске двигатель не может сразу достичь рабочей частоты, а происходит процесс пуска, то есть постепенное увеличение скорости от низкой до рабочей. Остановка происходит, когда рабочая частота не может быть немедленно снижена до нуля, а происходит постепенное снижение скорости до нуля на высоких скоростях.
Выходной крутящий момент шагового двигателя уменьшается с увеличением частоты импульсов. Чем выше частота запуска, тем меньше пусковой крутящий момент, тем хуже способность двигателя управлять нагрузкой, при запуске происходит потеря шагов, а при остановке — перерегулирование. Для того чтобы шаговый двигатель быстро достигал требуемой скорости без потери шагов или перерегулирования, ключевым моментом является обеспечение процесса ускорения и требуемого крутящего момента, позволяющего в полной мере использовать крутящий момент, обеспечиваемый шаговым двигателем на каждой рабочей частоте, и не превышать этот крутящий момент. Поэтому работа шагового двигателя, как правило, должна проходить три этапа: ускорение, поддержание постоянной скорости и замедление. Время процессов ускорения и замедления должно быть как можно короче, а время поддержания постоянной скорости — как можно дольше. Особенно в работах, требующих быстрой реакции, время от начала до конца работы должно быть минимальным, что требует как можно более короткого процесса ускорения и замедления, при этом максимальная скорость достигается при постоянной скорости.
Ученые и специалисты в стране и за рубежом провели множество исследований в области технологии управления скоростью шаговых двигателей и разработали различные математические модели управления ускорением и замедлением, такие как экспоненциальная модель, линейная модель и т. д. На основе этих моделей были разработаны различные схемы управления для улучшения характеристик движения шаговых двигателей и расширения области их применения. Экспоненциальное ускорение и замедление учитывают присущие шаговым двигателям моментно-частотные характеристики, обеспечивая как бесперебойное движение шагового двигателя, так и полное использование его внутренних характеристик, сокращая время достижения заданной скорости. Однако из-за изменений нагрузки двигателя достичь этого сложно, в то время как линейное ускорение и замедление учитывают только угловую скорость в диапазоне нагрузки двигателя и пропорциональное импульсу соотношение, не учитывая колебания напряжения питания, условий нагрузки и их характеристик. Этот метод ускорения является постоянным, и его недостаток заключается в том, что он не в полной мере учитывает характеристики выходного крутящего момента шагового двигателя при изменении скорости, что приводит к тому, что шаговый двигатель на высоких скоростях будет... возникают несинхронно.
Это вводная информация о принципе нагрева и технологии управления процессом ускорения/замедления шаговых двигателей.
Если вы хотите связаться с нами и наладить сотрудничество, пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам!
Мы тесно взаимодействуем с нашими клиентами, прислушиваясь к их потребностям и выполняя их запросы. Мы считаем, что взаимовыгодное партнерство основано на качестве продукции и обслуживании клиентов.
Дата публикации: 27 апреля 2023 г.