Žingsninio variklio įkaitimo priežasties analizė

Pirma priežastis.

Vienas iš reikšmingiausių privalumųžingsniniai varikliaiyra tikslus valdymas, kurį galima pasiekti atvirosios grandinės sistemoje. Atvirosios grandinės valdymas reiškia, kad nereikia jokios grįžtamojo ryšio informacijos apie (rotoriaus) padėtį.

Šis valdymas leidžia išvengti brangių jutiklių ir grįžtamojo ryšio įtaisų, tokių kaip optiniai kodavimo įrenginiai, naudojimo, nes norint žinoti (rotoriaus) padėtį, reikia sekti tik įvesties žingsninius impulsus. Neseniai kai kurie klientai mūsų „Shangshe“ variklių inžinieriams pastebėjo, kad žingsniniai varikliai taip pat linkę į perkaitimo problemas, tad kaip išspręsti šią situaciją? 

1, sumažintižingsninis variklisŠilumos mažinimas skirtas vario ir geležies nuostolių mažinimui. Vario nuostoliai mažinami dviem kryptimis, sumažinant elektros srovę ir vardinę srovę, todėl reikia pasirinkti mažą varžą ir kuo mažesnę vardinę srovę, kai variklis yra dvifazis žingsninis variklis, kurį galima naudoti nuosekliai, o ne lygiagrečiai, tačiau tai dažnai prieštarauja sukimo momento ir didelio greičio reikalavimams.

2, pasirinkus variklį, reikėtų visapusiškai išnaudoti pavaros automatinę pusės srovės valdymo funkciją ir neprisijungus veikiančią funkciją, pirmoji automatiškai sumažina srovę, kai variklis neveikia, antroji tiesiog nutraukia srovę.

3. Be to, žingsninio variklio pavaros padalijimas dėl srovės bangos formos yra artimos sinusoidinei, mažiau harmonikų, variklis mažiau įkaista. Yra keletas būdų, kaip sumažinti geležies nuostolius, su tuo susijęs įtampos lygis. Aukšta pavaros variklio įtampa, nors ir padidins didelio greičio charakteristikas, taip pat padidins šilumos gamybą. 

4, turėtų pasirinkti tinkamą pavaros variklio įtampos lygį, atsižvelgiant į aukštą dažnių juostą, sklandumą ir šilumą, triukšmą ir kitus rodiklius.

Antra priežastis.

Nors žingsninio variklio įkaitimas paprastai neturi įtakos variklio tarnavimo laikui, daugumai klientų nereikia į tai atkreipti dėmesio. Tačiau tai gali sukelti rimtų neigiamų pasekmių. Pavyzdžiui, žingsninio variklio vidinis šiluminio plėtimosi koeficientas, kiekvienos dalies konstrukcijos įtempiai ir nedideli vidinio oro tarpo pokyčiai turės įtakos žingsninio variklio dinaminei reakcijai, todėl dideliais greičiais žingsninis greitis gali lengvai prarasti žingsnį. Kitas pavyzdys – kai kuriais atvejais žingsniniai varikliai nešildo per daug, pavyzdžiui, medicinos prietaisuose ir didelio tikslumo bandymų įrangoje. Todėl žingsninio variklio įkaitimą reikia kontroliuoti. Variklio įkaitimą sukelia šie aspektai.

1, vairuotojo nustatyta srovė yra didesnė už variklio vardinę srovę

2, variklio greitis yra per didelis

3. Pats variklis turi didelę inerciją ir padėties nustatymo sukimo momentą, todėl net ir dirbant vidutiniu greičiu, variklis įkais, tačiau tai neturi įtakos variklio tarnavimo laikui. Variklio išmagnetėjimo temperatūra yra 130–200 ℃, todėl variklio temperatūra 70–90 ℃ yra normalus reiškinys. Jei temperatūra žemesnė nei 130 ℃, tai paprastai nėra problema. Jei jaučiate tikrą perkaitimą, pavaros srovė nustatoma maždaug 70 % vardinės variklio srovės arba variklio greičio, kad būtų galima šiek tiek sumažinti.

Trečia priežastis.

Žingsninis variklis, kaip skaitmeninis valdymo elementas, buvo plačiai naudojamas judesio valdymo sistemose. Daugelis žingsninių variklių naudotojų ir draugų mano, kad variklis veikia su didele šiluma, abejoja, nežino, ar šis reiškinys yra normalus. Tiesą sakant, šiluma yra dažnas žingsninių variklių reiškinys, bet koks šilumos laipsnis laikomas normaliu ir kaip sumažinti žingsninio variklio šilumą?

 

Toliau pateikiame keletą paprastų klasifikacijų, tikimės, kad jas bus galima pritaikyti praktiškai:

1 variklio šildymo principas

Įprastai visų tipų varikliuose matome vidinį branduolį ir apvijos ritę. Apvija turi varžą, įtampa generuoja nuostolius, nuostolių dydis ir varža bei srovė, proporcinga nuostoliams kvadratu, dažnai vadinami vario nuostoliais. Jei srovė nėra standartinė nuolatinė arba sinusinė, tai taip pat vadinama harmoninių nuostoliais. Šerdis turi histerezės efektą, sūkurinių srovių, kintamajame magnetiniame lauke taip pat generuoja nuostolius. Medžiagos dydis, srovė, dažnis ir įtampa taip vadinami geležies nuostoliais. Vario ir geležies nuostoliai pasireiškia šilumos pavidalu, o tai turi įtakos variklio efektyvumui. Žingsniniai varikliai paprastai siekia padėties nustatymo tikslumo ir sukimo momento išvesties, efektyvumas yra santykinai mažas, srovė paprastai yra santykinai didelė, o harmoninių komponentų kiekis yra didelis, srovės kaitos dažnis taip pat kinta priklausomai nuo greičio, todėl žingsniniai varikliai paprastai įkaista, o situacija yra rimtesnė nei įprastiniai kintamosios srovės varikliai.

2 žingsninio variklio šilumos priimtinas diapazonas

Variklio šilumos išsiskyrimo laipsnis labai priklauso nuo variklio vidinės izoliacijos lygio. Vidinė izoliacija bus pažeista tik esant aukštai temperatūrai (virš 130 laipsnių). Taigi, kol vidinė temperatūra neviršys 130 laipsnių, variklis nepažeis žiedo, o paviršiaus temperatūra tuo metu bus žemesnė nei 90 laipsnių. Todėl žingsninio variklio paviršiaus temperatūra 70–80 laipsnių yra normali. Paprastas temperatūros matavimo metodas, naudingas taškiniu termometru, taip pat galite apytiksliai nustatyti: ranka liečiant ilgiau nei 1–2 sekundes, ne daugiau kaip 60 laipsnių; ranka liečiant, apie 70–80 laipsnių; keli lašai vandens greitai išgaruos, ji bus aukštesnė nei 90 laipsnių.

3 žingsninių variklių šildymas su greičio keitimu

Naudojant nuolatinės srovės pavaros technologiją, žingsninis variklis tiek statiniu, tiek mažu greičiu išlaiko pastovią srovę, kad būtų išlaikytas pastovus sukimo momentas. Kai greitis pasiekia tam tikrą lygį, variklio vidinis priešpriešinis potencialas didėja, srovė palaipsniui mažėja, o sukimo momentas taip pat mažėja. Todėl dėl vario nuostolių kylanti kaitinimo būsena priklauso nuo greičio. Statinis ir mažas greitis paprastai generuoja didelę šilumą, o didelis greitis – mažą. Tačiau geležies nuostolių (nors ir mažesnės dalies) pokyčiai nėra vienodi, o visa variklio šiluma yra abiejų suma, todėl tai tik bendra situacija.

4 smūgio sukelta šiluma

Nors variklio įkaitimas paprastai neturi įtakos variklio tarnavimo laikui, daugumai klientų nereikia į tai atkreipti dėmesio. Tačiau tai gali turėti tam tikrų neigiamų pasekmių. Pavyzdžiui, skirtingi variklio vidinių dalių šiluminio plėtimosi koeficientai lemia konstrukcinio įtempio pokyčius, o nedideli vidinio oro tarpo pokyčiai paveiks variklio dinaminę reakciją, todėl dideliu greičiu variklis lengvai praranda greitį. Kitas pavyzdys – kai kuriais atvejais, pavyzdžiui, medicinos įrangoje ir didelio tikslumo bandymų įrangoje, variklis negali per daug įkaisti. Todėl variklio šilumos susidarymą reikia kontroliuoti pagal poreikį.

 5 Kaip sumažinti variklio įkaitimą

Sumažinti šilumos išsiskyrimą reiškia sumažinti vario ir geležies nuostolius. Vario nuostoliai mažinami dviem kryptimis, mažinant varžą ir srovę, todėl reikia pasirinkti mažą varžą ir kuo mažesnę vardinę srovę, kai variklis, dvifazis variklis, gali būti naudojamas nuosekliai, o ne lygiagrečiai. Tačiau tai dažnai prieštarauja sukimo momento ir didelio greičio reikalavimams. Pasirinktam varikliui turėtų būti visiškai išnaudotos pavaros automatinės pusės srovės valdymo funkcijos ir neprisijungus veikiančios funkcijos. Pirmoji automatiškai sumažina srovę, kai variklis yra ramybės būsenoje, o antroji tiesiog nutraukia srovę. Be to, padalijimo pavara, nes srovės bangos forma yra artima sinusoidinei, mažiau harmonikų, todėl variklis taip pat mažiau įkaista. Yra keletas būdų, kaip sumažinti geležies nuostolius, ir su tuo susijęs įtampos lygis. Nors variklis, varomas aukšta įtampa, padidins didelio greičio charakteristikas, ji taip pat padidins šilumos išsiskyrimą. Todėl reikia pasirinkti tinkamą pavaros įtampos lygį, atsižvelgiant į didelį greitį, sklandumą ir šilumą, triukšmą ir kitus rodiklius.

Visų tipų žingsninių variklių vidų sudaro geležinė šerdis ir apvijos ritė. Apvija turi varžą, įtampa generuoja nuostolius, kurių dydis yra proporcingas varžos ir srovės kvadratui, tai dažnai vadinama vario metere. Jei srovė nėra standartinė nuolatinė arba sinusinė, tai taip pat yra harmoninių nuostolių; šerdis turi histerezės efektą, sūkurinių srovių, kintamajame magnetiniame lauke taip pat atsiranda nuostoliai. Medžiagos dydis, srovė, dažnis ir įtampa taip vadinami geležies nuostoliais. Vario ir geležies nuostoliai pasireiškia šiluma, o tai turi įtakos variklio efektyvumui. Žingsniniai varikliai paprastai siekia padėties nustatymo tikslumo ir sukimo momento išvesties, efektyvumas yra santykinai mažas, srovė paprastai yra santykinai didelė, o harmoniniai komponentai yra dideli, srovės kaitos dažnis taip pat kinta priklausomai nuo greičio, todėl žingsniniai varikliai paprastai įkaista, o situacija yra rimtesnė nei įprastiniai kintamosios srovės varikliai.