Принцип генерации теплашаговый двигатель.
1. Обычно мы видим все виды двигателей, внутренними элементами которых являются железный сердечник и обмотка.Обмотка имеет сопротивление, под напряжением произведет потери, размер потерь пропорционален квадрату сопротивления и тока, что часто называют потерями в меди, если ток не является стандартным постоянным током или синусоидой, также будут производиться гармонические потери; сердечник имеет эффект вихревых токов гистерезиса, в переменном магнитном поле также будут производиться потери, его размер и материал, ток, частота, напряжение, которые называются потерями в стали. Потери в меди и потери в стали будут проявляться в виде тепла, тем самым влияя на эффективность двигателя. Шаговые двигатели обычно преследуют точность позиционирования и выходной крутящий момент, эффективность относительно низкая, ток, как правило, относительно большой, и высокие гармонические составляющие, частота переменного тока также меняется в зависимости от скорости, и, таким образом, шаговые двигатели обычно имеют тепло, и ситуация более серьезная, чем у обычного двигателя переменного тока.
2, разумный диапазоншаговый двигательнагревать.
Допустимый нагрев двигателя в основном зависит от уровня внутренней изоляции. Внутренняя изоляция способна выдерживать высокие температуры (130 градусов и более), не разрушаясь. Поэтому, пока температура внутри не превышает 130 градусов, двигатель не потеряет контакт, а температура поверхности в этот момент будет ниже 90 градусов.
Следовательно, температура поверхности шагового двигателя в 70-80 градусов является нормальной. Простой способ измерения температуры – точечный термометр, позволяющий приблизительно определить: если рука касается поверхности более 1-2 секунд, температура не превышает 60 градусов; если рука касается поверхности только рукой, температура составляет около 70-80 градусов; если несколько капель воды быстро испаряются, температура превышает 90 градусов.
3, шаговый двигательнагрев с изменением скорости.
При использовании технологии постоянного тока, шаговые двигатели на статической и низкой скорости поддерживают постоянный ток, поддерживая постоянный крутящий момент. При достижении определённого уровня скорости внутренний противопотенциал двигателя растёт, ток постепенно падает, а вместе с ним и крутящий момент.
Следовательно, нагрев, вызванный потерями в меди, будет зависеть от скорости. Статика и низкая скорость обычно генерируют большое количество тепла, в то время как высокая скорость генерирует малое количество тепла. Однако потери в стали (хотя и в меньшей степени) изменяются по-разному, и тепло двигателя в целом представляет собой сумму этих двух показателей, поэтому вышеизложенное относится лишь к общей ситуации.
4. Воздействие тепла.
Хотя нагрев двигателя, как правило, не влияет на срок его службы, большинству клиентов не стоит обращать на него внимание. Однако он может оказать серьёзное негативное воздействие. Например, разница в коэффициентах теплового расширения внутренних компонентов двигателя приводит к изменению структурных напряжений, а небольшие изменения внутреннего воздушного зазора влияют на динамические характеристики двигателя, что может привести к потере шага на высокой скорости. Другой пример: в некоторых случаях недопустим чрезмерный нагрев двигателя, например, в медицинском оборудовании, высокоточном испытательном оборудовании и т. д. Поэтому необходимо контролировать нагрев двигателя.
5. Как уменьшить нагрев двигателя.
Уменьшение тепловыделения заключается в уменьшении потерь в меди и стали. Снижение потерь в меди осуществляется в двух направлениях: сопротивление и ток. Для этого необходимо выбирать двигатель с минимальным сопротивлением и минимальным номинальным током. Двухфазный двигатель можно использовать последовательно, а не параллельно. Однако это часто противоречит требованиям к крутящему моменту и высокой скорости. Для выбранного двигателя следует в полной мере использовать функции автоматического управления половинным током и автономного режима работы привода. Первая функция автоматически снижает ток в состоянии покоя двигателя, а вторая просто отключает ток.
Кроме того, благодаря применению привода с разделением фаз, форма тока которого близка к синусоидальной, снижается содержание гармоник, а нагрев двигателя также снижается. Существует несколько способов снижения потерь в стали, и уровень напряжения напрямую зависит от этого. Хотя двигатель, работающий от высокого напряжения, улучшает скоростные характеристики, это также приводит к увеличению тепловыделения. Поэтому необходимо выбрать правильный уровень напряжения привода, учитывая скорость, плавность хода, а также тепловыделение, шум и другие показатели.
Методы управления процессами ускорения и замедления шаговых двигателей.
В связи с широким распространением шаговых двигателей, изучение управления шаговыми двигателями также растёт. При запуске или ускорении, если импульсы шагового двигателя меняются слишком быстро, ротор из-за инерции не успевает за изменениями электрического сигнала, что приводит к блокировке или потере шага. При остановке или замедлении по той же причине может возникнуть перешагивание. Чтобы предотвратить блокировку, потерю шага и перерегулирование, необходимо повысить рабочую частоту шагового двигателя, чтобы повысить скорость управления.
Скорость шагового двигателя зависит от частоты импульсов, числа зубцов ротора и числа тактов. Его угловая скорость пропорциональна частоте импульсов и синхронизирована с ними. Таким образом, если число зубцов ротора и число тактов известны, желаемую скорость можно получить, управляя частотой импульсов. Поскольку шаговый двигатель запускается с помощью синхронного момента, пусковая частота невелика, чтобы не сбивать шаг. Особенно с ростом мощности, увеличением диаметра ротора и момента инерции пусковая частота и максимальная рабочая частота могут различаться до десяти раз.
Стартовая частотная характеристика шагового двигателя такова, что шаговый двигатель не может сразу достичь рабочей частоты, а имеет процесс запуска, то есть плавное увеличение скорости с низкой скорости до рабочей. Остановка двигателя происходит, когда рабочая частота не может быть сразу снижена до нуля, а имеет процесс плавного снижения скорости до нуля с высокой скоростью.
Выходной крутящий момент шагового двигателя уменьшается с ростом частоты импульсов, чем выше начальная частота, тем меньше пусковой момент, тем хуже способность управлять нагрузкой, запуск приведет к потере шага, а в остановке произойдет перерегулирование. Чтобы шаговый двигатель быстро достиг требуемой скорости и не потерял шаг или перерегулирование, ключевым моментом является создание процесса ускорения, крутящего момента ускорения, необходимого для полного использования крутящего момента, обеспечиваемого шаговым двигателем на каждой рабочей частоте, и не превышать этот крутящий момент. Таким образом, работа шагового двигателя, как правило, должна проходить через ускорение, равномерную скорость, замедление в трех стадиях, время процесса ускорения и замедления должно быть как можно короче, время постоянной скорости должно быть как можно длиннее. Особенно в работе, требующей быстрого реагирования, от начальной точки до конца требуемое время работы должно быть кратчайшим, что должно требовать ускорения, процесс замедления должен быть кратчайшим, в то время как самая высокая скорость должна быть при постоянной скорости.
Ученые и техники в стране и за рубежом провели много исследований по технологии управления скоростью шаговых двигателей и создали различные математические модели управления ускорением и замедлением, такие как экспоненциальная модель, линейная модель и т. Д. На основе этой разработки и создания различных схем управления для улучшения характеристик движения шаговых двигателей и расширения области применения шаговых двигателей экспоненциальное ускорение и замедление учитывают собственные характеристики момента и частоты шаговых двигателей, чтобы гарантировать, что шаговый двигатель движется без потери шага, а также дать полную свободу собственным характеристикам двигателя, сократить время скорости подъема, но из-за изменений нагрузки двигателя трудно достичь, в то время как линейное ускорение и замедление учитывают только двигатель в диапазоне грузоподъемности угловой скорости и импульса, пропорционального этому соотношению, а не из-за колебаний напряжения питания, нагрузки и характеристик изменения, этот метод ускорения является постоянным, недостатком является то, что он не полностью учитывает выходной крутящий момент шагового двигателя. С характеристиками изменения скорости шаговый двигатель на высокой скорости будет происходят не в ногу.
Это введение в принцип нагрева и технологию управления процессами ускорения/замедления шаговых двигателей.
Если вы хотите пообщаться и сотрудничать с нами, пожалуйста, свяжитесь с нами!
Мы тесно взаимодействуем с нашими клиентами, прислушиваясь к их потребностям и выполняя их запросы. Мы убеждены, что взаимовыгодное партнерство основано на качестве продукции и обслуживании клиентов.
Время публикации: 27 апреля 2023 г.