Phân tích nguyên nhân làm nóng động cơ bước

Lý do thứ nhất.

Một trong những lợi thế có ý nghĩa nhất củađộng cơ bướclà khả năng điều khiển chính xác có thể đạt được trong hệ thống vòng hở. Điều khiển vòng hở có nghĩa là không cần thông tin phản hồi về vị trí (rôto).

Điều khiển này giúp tránh việc sử dụng các cảm biến và thiết bị phản hồi đắt tiền như bộ mã hóa quang học, vì chỉ cần theo dõi các xung bước đầu vào để biết vị trí của (rôto). Gần đây, một số khách hàng đã phản ánh với các kỹ sư động cơ Shangshe của chúng tôi rằng động cơ bước cũng dễ gặp vấn đề về nhiệt, vậy làm thế nào để giải quyết tình trạng này? 

1, giảmđộng cơ bướcNhiệt, giảm nhiệt là giảm tổn thất đồng và tổn thất sắt. Giảm tổn thất đồng theo hai hướng, giảm âm điện và dòng điện, đòi hỏi phải lựa chọn điện trở nhỏ và dòng điện định mức càng nhỏ càng tốt khi sử dụng động cơ bước hai pha, có thể sử dụng động cơ nối tiếp thay vì động cơ song song, nhưng điều này thường mâu thuẫn với yêu cầu về mô-men xoắn và tốc độ cao.

2, đối với động cơ đã được chọn, nên tận dụng tối đa chức năng điều khiển nửa dòng điện tự động và chức năng ngoại tuyến của ổ đĩa, chức năng trước tự động giảm dòng điện khi động cơ ở trạng thái nghỉ, chức năng sau chỉ cần cắt dòng điện.

3. Ngoài ra, do dạng sóng dòng điện gần với dạng sin, sóng hài ít hơn, động cơ sẽ ít bị nóng hơn. Có một số cách để giảm tổn thất sắt, mức điện áp có liên quan đến điều này. Động cơ dẫn động điện áp cao mặc dù sẽ tăng đặc tính tốc độ cao, nhưng cũng làm tăng lượng nhiệt tỏa ra. 

4, nên chọn mức điện áp động cơ truyền động phù hợp, lưu ý đến các chỉ số như băng tần cao, độ êm ái, nhiệt độ, tiếng ồn và các chỉ số khác.

Lý do thứ hai.

Nhiệt độ của động cơ bước mặc dù nhìn chung không ảnh hưởng đến tuổi thọ của động cơ, nhưng hầu hết khách hàng không cần phải chú ý đến điều này. Tuy nhiên, nếu nghiêm trọng, nó sẽ mang lại một số tác động tiêu cực. Chẳng hạn như hệ số giãn nở nhiệt bên trong của mỗi bộ phận động cơ bước thay đổi ứng suất kết cấu khác nhau và những thay đổi nhỏ trong khe hở không khí bên trong, sẽ ảnh hưởng đến phản ứng động của động cơ bước, và động cơ bước ở tốc độ cao dễ bị mất bước. Một ví dụ khác là một số trường hợp không cho phép động cơ bước sinh nhiệt quá mức, chẳng hạn như thiết bị y tế và thiết bị kiểm tra độ chính xác cao. Do đó, cần phải kiểm soát nhiệt độ của động cơ bước. Nhiệt độ của động cơ được gây ra bởi những yếu tố này.

1, dòng điện do người lái xe cài đặt lớn hơn dòng điện định mức của động cơ

2, tốc độ của động cơ quá nhanh

3. Bản thân động cơ có quán tính và mô-men xoắn định vị lớn, do đó ngay cả khi vận hành ở tốc độ trung bình cũng sẽ nóng, nhưng không ảnh hưởng đến tuổi thọ của động cơ. Điểm khử từ của động cơ nằm trong khoảng 130-200℃, do đó động cơ ở 70-90℃ là hiện tượng bình thường, miễn là dưới 130℃ thường không có vấn đề gì. Nếu bạn thực sự cảm thấy quá nóng, hãy đặt dòng điện truyền động ở khoảng 70% dòng điện định mức của động cơ hoặc tốc độ động cơ để giảm bớt.

Lý do thứ ba.

Động cơ bước, với tư cách là một bộ phận truyền động kỹ thuật số, đã được sử dụng rộng rãi trong hệ thống điều khiển chuyển động. Nhiều người dùng và bạn bè sử dụng động cơ bước cảm thấy động cơ tỏa nhiệt lớn khi hoạt động, họ có những nghi ngờ, không biết hiện tượng này có bình thường hay không. Trên thực tế, nhiệt là một hiện tượng thường gặp ở động cơ bước, nhưng mức độ nhiệt nào được coi là bình thường, và làm thế nào để giảm thiểu nhiệt động cơ bước?

 

Sau đây chúng tôi thực hiện một số phân loại đơn giản, hy vọng có thể áp dụng vào công việc thực tế:.

1 nguyên lý làm nóng động cơ

Chúng ta thường thấy tất cả các loại động cơ, lõi bên trong và cuộn dây quấn. Cuộn dây có điện trở, được cấp điện sẽ tạo ra tổn thất, kích thước của tổn thất và điện trở và dòng điện bình phương tỷ lệ thuận với tổn thất, thường được gọi là tổn thất đồng, nếu dòng điện không phải là sóng DC hoặc sóng sin tiêu chuẩn, mà còn là tổn thất hài; lõi có hiệu ứng dòng điện xoáy trễ, trong từ trường xoay chiều cũng sẽ tạo ra tổn thất, kích thước của vật liệu, dòng điện, tần số, điện áp, được gọi là tổn thất sắt. Tổn thất đồng và tổn thất sắt sẽ biểu hiện dưới dạng nhiệt, do đó ảnh hưởng đến hiệu suất của động cơ. Động cơ bước thường theo đuổi độ chính xác định vị và mô-men xoắn đầu ra, hiệu suất tương đối thấp, dòng điện nói chung tương đối lớn và thành phần hài cao, tần số của dòng điện xoay chiều cũng thay đổi theo tốc độ, và do đó động cơ bước thường có nhiệt và tình hình nghiêm trọng hơn so với động cơ AC nói chung.

2 động cơ bước nhiệt phạm vi hợp lý

Mức độ sinh nhiệt cho phép của động cơ phụ thuộc phần lớn vào mức độ cách điện bên trong của động cơ. Lớp cách điện bên trong chỉ bị phá hủy ở nhiệt độ cao (trên 130 độ). Vì vậy, miễn là nhiệt độ bên trong không vượt quá 130 độ, động cơ sẽ không làm hỏng vòng đệm, và nhiệt độ bề mặt sẽ dưới 90 độ tại thời điểm đó. Do đó, nhiệt độ bề mặt động cơ bước ở mức 70-80 độ là bình thường. Phương pháp đo nhiệt độ đơn giản là nhiệt kế điểm hữu ích, bạn cũng có thể xác định sơ bộ: chạm bằng tay trong hơn 1-2 giây, không quá 60 độ; chạm bằng tay chỉ khoảng 70-80 độ; một vài giọt nước bốc hơi nhanh chóng, nhiệt độ trên 90 độ.

3 động cơ bước làm nóng với tốc độ thay đổi

Khi sử dụng công nghệ truyền động dòng điện không đổi, động cơ bước ở cả tốc độ tĩnh và tốc độ thấp, dòng điện sẽ duy trì không đổi để duy trì mô-men xoắn đầu ra không đổi. Khi tốc độ cao đến một mức độ nhất định, điện thế đối kháng bên trong động cơ tăng lên, dòng điện sẽ giảm dần và mô-men xoắn cũng giảm. Do đó, tình trạng gia nhiệt do tổn thất đồng sẽ phụ thuộc vào tốc độ. Tốc độ tĩnh và tốc độ thấp thường tạo ra nhiệt lượng cao, trong khi tốc độ cao tạo ra nhiệt lượng thấp. Tuy nhiên, tổn thất sắt (mặc dù tỷ lệ nhỏ hơn) lại không giống nhau, và nhiệt lượng của toàn bộ động cơ là tổng của cả hai, vì vậy những điều trên chỉ là tình huống chung.

4 nhiệt lượng do va chạm gây ra

Mặc dù nhiệt độ động cơ nhìn chung không ảnh hưởng đến tuổi thọ của động cơ, nhưng phần lớn khách hàng không cần phải chú ý đến điều này. Tuy nhiên, nó sẽ gây ra một số tác động tiêu cực nghiêm trọng. Chẳng hạn như hệ số giãn nở nhiệt khác nhau của các bộ phận bên trong động cơ dẫn đến thay đổi ứng suất kết cấu và những thay đổi nhỏ trong khe hở không khí bên trong, ảnh hưởng đến phản ứng động của động cơ, và tốc độ cao dễ bị mất tốc độ. Một ví dụ khác là một số trường hợp không cho phép động cơ quá nhiệt, chẳng hạn như thiết bị y tế và thiết bị kiểm tra độ chính xác cao. Do đó, việc sinh nhiệt của động cơ cần được kiểm soát khi cần thiết.

 5 Cách giảm nhiệt độ của động cơ

Giảm sinh nhiệt là giảm tổn thất đồng và tổn thất sắt. Giảm tổn thất đồng theo hai hướng, giảm điện trở và dòng điện, đòi hỏi phải lựa chọn điện trở nhỏ và dòng điện định mức càng nhỏ càng tốt khi động cơ, động cơ hai pha, có thể sử dụng động cơ nối tiếp mà không cần động cơ song song. Nhưng điều này thường mâu thuẫn với các yêu cầu về mô-men xoắn và tốc độ cao. Đối với động cơ được chọn, chức năng điều khiển nửa dòng tự động và chức năng ngoại tuyến của bộ truyền động phải được tận dụng tối đa, chức năng trước tự động giảm dòng điện khi động cơ ở trạng thái nghỉ, và chức năng sau chỉ đơn giản là cắt dòng điện. Ngoài ra, bộ truyền động phân chia, do dạng sóng dòng điện gần với hình sin, ít sóng hài hơn, nên động cơ cũng ít bị nóng hơn. Có một số cách để giảm tổn thất sắt và mức điện áp có liên quan đến điều này. Mặc dù động cơ được dẫn động bằng điện áp cao sẽ mang lại sự gia tăng đặc tính tốc độ cao, nhưng nó cũng mang lại sự gia tăng sinh nhiệt. Vì vậy, nên chọn mức điện áp truyền động phù hợp, có tính đến các chỉ số tốc độ cao, độ êm ái và nhiệt, tiếng ồn và các chỉ số khác.

Đối với tất cả các loại động cơ bước, bên trong được cấu tạo bởi lõi sắt và cuộn dây quấn. Cuộn dây có điện trở, khi được cấp điện sẽ sinh ra tổn thất, kích thước tổn thất tỷ lệ thuận với bình phương của điện trở và dòng điện, thường được gọi là đồng thiên thạch. Nếu dòng điện không phải là sóng DC hoặc sóng sin chuẩn, mà còn gây ra tổn thất hài; lõi có hiệu ứng dòng điện xoáy trễ, trong từ trường xoay chiều cũng sẽ sinh ra tổn thất, kích thước của vật liệu, dòng điện, tần số, điện áp, được gọi là tổn thất sắt. Tổn thất đồng và tổn thất sắt sẽ biểu hiện dưới dạng nhiệt, do đó ảnh hưởng đến hiệu suất của động cơ. Động cơ bước thường theo đuổi độ chính xác định vị và mô-men xoắn đầu ra, hiệu suất tương đối thấp, dòng điện nói chung tương đối lớn và thành phần hài cao, tần số dòng điện xoay chiều cũng thay đổi theo tốc độ, do đó động cơ bước thường sinh nhiệt, và tình trạng này nghiêm trọng hơn so với động cơ AC nói chung.