Step motorun ısınmasının nedenlerinin analizi

Birinci sebep.

En önemli avantajlarından biri şudur:step motorlarAçık döngülü bir sistemde elde edilebilen hassas kontroldür. Açık döngülü kontrol, (rotor) pozisyonu hakkında herhangi bir geri bildirim bilgisine ihtiyaç duyulmadığı anlamına gelir.

Bu kontrol sistemi, optik kodlayıcılar gibi pahalı sensörlerin ve geri bildirim cihazlarının kullanımını ortadan kaldırır, çünkü rotorun konumunu bilmek için yalnızca giriş adımlama darbelerinin izlenmesi gerekir. Son zamanlarda, bazı müşteriler Shangshe motor mühendislerimize step motorların da ısı sorunlarına yatkın olduğunu ilettiler, peki bu durum nasıl çözülebilir? 

1, azaltınkademeli motorIsıyı azaltmak, bakır ve demir kayıplarını azaltmak anlamına gelir. Bakır kayıplarını iki yönde azaltmak, elektrik akısını ve akımı azaltır; bu da motor seçilirken küçük direnç ve mümkün olduğunca küçük nominal akım seçilmesini gerektirir. İki fazlı step motorlar, paralel motorlar yerine seri motorlarda kullanılabilir, ancak bu genellikle tork ve yüksek hız gereksinimleriyle çelişir.

2. Seçilen motor için, sürücünün otomatik yarı akım kontrol fonksiyonundan ve çevrimdışı fonksiyonundan tam olarak yararlanılmalıdır; ilki motor dururken akımı otomatik olarak azaltır, ikincisi ise akımı tamamen keser.

3. Ayrıca, alt bölümlere ayrılmış kademeli motor sürücüsünde akım dalga formu sinüzoidal'e yakın olduğundan, daha az harmonik oluşur ve motorun ısınması daha az olur. Demir kayıplarını azaltmanın birkaç yolu vardır; voltaj seviyesi bununla ilgilidir. Yüksek voltajla çalışan motorlar, yüksek hız özelliklerinde artış sağlasa da, ısı üretiminde de artışa neden olur. 

4. Yüksek frekans aralığı, düzgün çalışma, ısı, gürültü ve diğer göstergeleri dikkate alarak uygun tahrik motoru voltaj seviyesi seçilmelidir.

İkinci sebep.

Step motorların aşırı ısınması genellikle motorun ömrünü etkilemese de, çoğu müşteri için dikkat edilmesi gereken bir durum değildir. Ancak ciddi durumlarda bazı olumsuz etkiler ortaya çıkabilir. Örneğin, step motorun iç termal genleşme katsayısının her bir parçasının farklı yapısal gerilim değişimlerine ve iç hava boşluğundaki küçük değişikliklere bağlı olarak değişmesi, step motorun dinamik tepkisini etkiler ve yüksek hızlarda adım kaybına neden olabilir. Bir diğer örnek ise, tıbbi cihazlar ve yüksek hassasiyetli test ekipmanları gibi bazı durumlarda step motorların aşırı ısınmasına izin verilmemesidir. Bu nedenle, step motorun ısınmasının kontrol edilmesi gereklidir. Motor ısınmasının nedenleri bu yönlerden kaynaklanmaktadır.

1. Sürücü tarafından ayarlanan akım, motorun nominal akımından daha büyüktür.

2. Motorun hızı çok yüksek.

3. Motorun kendisi büyük bir atalet ve konumlandırma torkuna sahip olduğundan, orta hızda çalışırken bile ısınacaktır, ancak bu motorun ömrünü etkilemez. Motorun manyetik alandan uzaklaşma noktası 130-200 ℃ arasındadır, bu nedenle motorun 70-90 ℃'de çalışması normal bir durumdur; 130 ℃'nin altında olduğu sürece genellikle sorun yoktur. Eğer gerçekten aşırı ısınma hissederseniz, tahrik akımını nominal motor akımının yaklaşık %70'ine ayarlayın veya motor hızını biraz azaltın.

Üçüncü sebep.

Dijital bir tahrik elemanı olarak step motor, hareket kontrol sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Step motor kullanan birçok kişi, motorun çalışırken aşırı ısındığını fark eder ve bu durumun normal olup olmadığını bilmez. Aslında, ısı step motorlarda sık görülen bir durumdur, ancak hangi ısı seviyesi normal kabul edilir ve step motorun ısınmasını nasıl en aza indirebiliriz?

 

Aşağıda, pratik uygulamalarda işe yarayacağını umduğumuz bazı basit sınıflandırmalar yapıyoruz:

1. Motor ısıtma prensibi

Genellikle her türlü motoru, iç çekirdeği ve sargı bobinini görürüz. Sargının direnci vardır, enerji verildiğinde kayıp üretir; kayıp büyüklüğü, direnç ve akımın karesiyle orantılıdır ve bu genellikle bakır kaybı olarak adlandırılır. Eğer akım standart DC veya sinüs dalgası değilse, harmonik kayıp da söz konusudur; çekirdekte histerezis girdap akımı etkisi vardır; alternatif manyetik alanda da kayıp üretir; bu kayıp, malzemenin büyüklüğüne, akıma, frekansa ve gerilime bağlıdır ve demir kaybı olarak adlandırılır. Bakır kaybı ve demir kaybı ısı şeklinde kendini gösterir ve bu da motorun verimliliğini etkiler. Step motorlar genellikle konumlandırma hassasiyeti ve tork çıkışına odaklanır, verimlilikleri nispeten düşüktür, akımları genellikle nispeten büyüktür ve harmonik bileşenleri yüksektir; akım değişiminin frekansı da hızla değişir ve bu nedenle step motorlar genellikle ısı üretir ve bu durum genel AC motorlara göre daha ciddidir.

2 kademeli motorun ısı aralığı makul seviyededir.

Motorun ısı üretimine izin verilen miktar, büyük ölçüde motorun iç yalıtım seviyesine bağlıdır. İç yalıtım yalnızca yüksek sıcaklıklarda (130 derecenin üzerinde) tahrip olur. Bu nedenle, iç sıcaklık 130 derecenin üzerine çıkmadığı sürece, motor halkaya zarar vermez ve yüzey sıcaklığı bu noktada 90 derecenin altında kalır. Bu nedenle, step motorun yüzey sıcaklığı 70-80 derece arasında normaldir. Basit bir sıcaklık ölçme yöntemi olan nokta termometresiyle de yaklaşık olarak belirleyebilirsiniz: elle 1-2 saniyeden fazla dokunulabiliyorsa, 60 derecenin üzerinde değildir; elle sadece dokunulabiliyorsa, yaklaşık 70-80 derecedir; birkaç damla su hızla buharlaşıyorsa, 90 derecenin üzerindedir.

Hız değiştirme özellikli 3 kademeli motorlu ısıtma sistemi

Sabit akım sürücü teknolojisi kullanıldığında, step motor statik ve düşük hızda çalışırken, sabit tork çıkışını korumak için akım sabit kalır. Hız belirli bir dereceye kadar yükseldiğinde, motorun iç karşı potansiyeli yükselir, akım kademeli olarak düşer ve tork da düşer. Bu nedenle, bakır kaybından kaynaklanan ısınma durumu hıza bağlıdır. Statik ve düşük hız genellikle yüksek ısı üretirken, yüksek hız düşük ısı üretir. Ancak demir kaybındaki (daha küçük bir oranda olsa da) değişiklikler aynı değildir ve motorun toplam ısısı ikisinin toplamıdır, bu nedenle yukarıdakiler sadece genel bir durumdur.

4. Çarpmanın etkisiyle oluşan ısı

Motorun aşırı ısınması genellikle motorun ömrünü etkilemese de, çoğu müşteri buna dikkat etmeye gerek duymaz. Ancak ciddi bir şekilde ele alındığında bazı olumsuz etkiler doğurabilir. Örneğin, motorun iç parçalarının farklı termal genleşme katsayıları, yapısal gerilimde ve iç hava boşluğunda küçük değişikliklere yol açarak motorun dinamik tepkisini etkiler ve yüksek hızlarda ivme kaybına neden olabilir. Bir diğer örnek ise, tıbbi ekipman ve yüksek hassasiyetli test ekipmanları gibi motorun aşırı ısınmasına izin verilmeyen bazı durumlardır. Bu nedenle, motorun ısı üretimi gerektiği gibi kontrol edilmelidir.

 5. Motorun ısısını nasıl azaltabiliriz?

Isı üretimini azaltmak, bakır kaybını ve demir kaybını azaltmak anlamına gelir. Bakır kaybını iki yönde azaltmak, direnci ve akımı azaltmak demektir; bu da motor seçilirken mümkün olduğunca düşük direnç ve nominal akımın seçilmesini gerektirir. İki fazlı motorlarda, paralel motor yerine seri motor kullanılabilir. Ancak bu, tork ve yüksek hız gereksinimleriyle sıklıkla çelişir. Seçilen motor için, sürücünün otomatik yarı akım kontrol fonksiyonu ve çevrimdışı fonksiyonu tam olarak kullanılmalıdır; ilki motor dururken akımı otomatik olarak azaltır, ikincisi ise akımı tamamen keser. Ayrıca, alt bölmeli sürücüde, akım dalga formu sinüzoidal'e yakın olduğundan, daha az harmonik bulunur ve motorun ısınması da daha az olur. Demir kaybını azaltmanın birkaç yolu vardır ve voltaj seviyesi bununla ilgilidir. Yüksek voltajla çalışan bir motor yüksek hız özelliklerinde artış sağlasa da, ısı üretiminde de artışa neden olur. Bu nedenle, yüksek hız, düzgünlük, ısı, gürültü ve diğer göstergeler dikkate alınarak uygun sürücü voltaj seviyesi seçilmelidir.

Her tür kademeli motorun içi, demir bir çekirdek ve bir sargı bobininden oluşur. Sargının direnci vardır ve enerji verildiğinde kayıp üretir; kaybın büyüklüğü, direncin ve akımın karesiyle orantılıdır ve genellikle bakır meteor olarak adlandırılır. Akım standart DC veya sinüs dalgası değilse, harmonik kayıp da oluşur; çekirdekte histerezis girdap akımı etkisi vardır ve alternatif manyetik alanda da kayıp üretir; bu kayıp, malzemenin büyüklüğüne, akıma, frekansa ve gerilime bağlıdır ve demir kaybı olarak adlandırılır. Bakır kaybı ve demir kaybı ısı şeklinde kendini gösterir ve bu da motorun verimliliğini etkiler. Kademeli motorlar genellikle konumlandırma hassasiyeti ve tork çıkışına odaklanır, verimlilikleri nispeten düşüktür, akımları genellikle nispeten büyüktür ve harmonik bileşenleri yüksektir; akım değişiminin frekansı da hızla değişir ve bu nedenle kademeli motorlarda genellikle ısı oluşur ve bu durum genel AC motorlara göre daha ciddidir.