Nguyên lý gia nhiệt động cơ bước và công nghệ điều khiển quá trình tăng tốc và giảm tốc

Nguyên lý sinh nhiệt củađộng cơ bước.

 

 

1, thường thấy các loại động cơ, bên trong có lõi sắt và cuộn dây quấn.Cuộn dây có điện trở, được cấp điện sẽ tạo ra tổn thất, kích thước của tổn thất tỷ lệ thuận với bình phương của điện trở và dòng điện, thường được gọi là tổn thất đồng, nếu dòng điện không phải là sóng DC hoặc sóng sin tiêu chuẩn, cũng sẽ tạo ra tổn thất hài; lõi có hiệu ứng dòng điện xoáy trễ, trong từ trường xoay chiều cũng sẽ tạo ra tổn thất, kích thước và vật liệu, dòng điện, tần số, điện áp của nó, 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 các thành phần hài cao, tần số của dòng điện xoay chiều cũng thay đổi theo tốc độ, và do đó động cơ bước nói chung có nhiệt và tình hình nghiêm trọng hơn động cơ AC nói chung.

2, phạm vi hợp lý củađộng cơ bướcnhiệt.

Nhiệt độ động cơ cho phép ở mức độ nào, chủ yếu phụ thuộc vào mức độ cách điện bên trong động cơ. Hiệu suất cách điện bên trong ở nhiệt độ cao (130 độ trở lên) trước khi bị phá hủy. Vì vậy, miễn là bên trong không vượt quá 130 độ, động cơ sẽ không mất vòng và nhiệt độ bề mặt sẽ dưới 90 độ tại thời điểm này.

Do đó, nhiệt độ bề mặt động cơ bước ở mức 70-80 độ là bình thường. Phương pháp đo nhiệt độ đơn giản nhiệt kế điểm hữu ích, bạn cũng có thể xác định sơ bộ: bằng tay có thể chạm vào hơn 1-2 giây, không quá 60 độ; bằng tay chỉ có thể chạm vào, khoảng 70-80 độ; một vài giọt nước nhanh chóng bốc hơi, nó là hơn 90 độ.

3, động cơ bướclàm nóng với tốc độ thay đổi.

Khi sử dụng công nghệ truyền động dòng điện không đổi, động cơ bước ở tốc độ tĩnh và thấp, dòng điện sẽ không đổi để duy trì mô-men xoắn đầu ra không đổi. Khi tốc độ cao đến một mức nhất định, điện thế đối trọng bên trong của động cơ tăng lên, dòng điện sẽ giảm dần và mô-men xoắn cũng sẽ giảm.

Do đó, điều kiện gia nhiệt do mất đồng sẽ phụ thuộc vào tốc độ. Tĩnh và tốc độ thấp thường tạo ra nhiệt cao, trong khi tốc độ cao tạo ra nhiệt thấp. Nhưng tổn thất sắt (mặc dù tỷ lệ nhỏ hơn) thay đổi không giống nhau, và động cơ như một tổng nhiệt là tổng của cả hai, vì vậy trên chỉ là tình huống chung.

4, tác động của nhiệt.

Mặc dù nhiệt động cơ nói chung không ảnh hưởng đến tuổi thọ của động cơ, nhưng phần lớn khách hàng không cần phải chú ý đến. Nhưng nghiêm trọng sẽ mang lại một số tác động tiêu cực. Chẳng hạn như các hệ số giãn nở nhiệt khác nhau của các bộ phận bên trong động cơ dẫn đến những thay đổi về ứng suất cấu trúc và những thay đổi nhỏ trong khe hở không khí bên trong, sẽ ảnh hưởng đến phản ứng động của động cơ, tốc độ cao sẽ dễ bị mất bước. 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, v.v. Do đó, nhiệt của động cơ cần phải được kiểm soát.

5, Làm thế nào để giảm nhiệt độ của động cơ.

Giảm tỏa 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 của động cơ càng nhiều càng tốt, động cơ hai pha, động cơ có thể được sử dụng 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 đã chọn, chức năng điều khiển nửa dòng tự động của ổ đĩa và chức năng ngoại tuyến phải được sử dụng đầy đủ, chức năng trước tự động giảm dòng điện khi động cơ ở trạng thái nghỉ, và chức năng sau chỉ cần cắt dòng điện.

Ngoài ra, ổ đĩa phân chia, vì dạng sóng dòng điện gần với hình sin, ít sóng hài hơn, động cơ nóng lên cũng sẽ ít hơn. Có một số cách để giảm tổn thất sắt và mức điện áp có liên quan đến nó. 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, chúng ta nên chọn mức điện áp ổ đĩa phù hợp, có tính đến tốc độ cao, độ mượt và nhiệt, tiếng ồn và các chỉ số khác.

Kỹ thuật điều khiển quá trình tăng tốc và giảm tốc của động cơ bước.

Với việc sử dụng rộng rãi động cơ bước, nghiên cứu về điều khiển động cơ bước cũng đang gia tăng, trong quá trình khởi động hoặc tăng tốc nếu xung bước thay đổi quá nhanh, rotor do quán tính và không theo tín hiệu điện thay đổi, dẫn đến chặn hoặc mất bước trong quá trình dừng hoặc giảm tốc vì lý do tương tự có thể tạo ra quá bước. Để ngăn chặn chặn, mất bước và vượt quá, cải thiện tần số làm việc, động cơ bước để nâng cao tốc độ điều khiển.

Tốc độ của động cơ bước phụ thuộc vào tần số xung, số răng rotor và số nhịp. Tốc độ góc của nó tỷ lệ thuận với tần số xung và được đồng bộ hóa theo thời gian với xung. Do đó, nếu số răng rotor và số nhịp chạy là chắc chắn, tốc độ mong muốn có thể đạt được bằng cách kiểm soát tần số xung. Vì động cơ bước được khởi động với sự trợ giúp của mô-men xoắn đồng bộ của nó, tần số khởi động không cao để không mất bước. Đặc biệt là khi công suất tăng, đường kính rotor tăng, quán tính tăng và tần số khởi động và tần số chạy tối đa có thể khác nhau tới mười lần.

Đặc tính tần số khởi động của động cơ bước để động cơ bước khởi động không thể trực tiếp đạt đến tần số hoạt động, mà phải có quá trình khởi động, tức là từ tốc độ thấp tăng dần đến tốc độ hoạt động. Dừng khi tần số hoạt động không thể giảm ngay xuống không, mà phải có quá trình giảm tốc độ cao dần xuống không.

 

Mô-men xoắn đầu ra của động cơ bước giảm khi tần số xung tăng, tần số khởi động càng cao, mô-men xoắn khởi động càng nhỏ, khả năng dẫn động tải càng kém, khi khởi động sẽ gây mất bước và khi dừng sẽ xảy ra hiện tượng vượt ngưỡng. Để động cơ bước nhanh chóng đạt được tốc độ yêu cầu và không bị mất bước hoặc vượt ngưỡng, điều quan trọng là phải thực hiện quá trình tăng tốc, mô-men xoắn tăng tốc cần thiết để tận dụng tối đa mô-men xoắn do động cơ bước cung cấp ở mỗi tần số hoạt động và không được vượt quá mô-men xoắn này. Do đó, hoạt động của động cơ bước nói chung phải trải qua ba giai đoạn tăng tốc, tốc độ đồng đều, giảm tốc, thời gian quá trình tăng tốc và giảm tốc càng ngắn càng tốt, thời gian tốc độ không đổi càng dài càng tốt. Đặc biệt là trong công việc đòi hỏi phản ứng nhanh, từ điểm bắt đầu đến điểm kết thúc thời gian chạy cần phải ngắn nhất, trong đó phải yêu cầu quá trình tăng tốc, giảm tốc là ngắn nhất, trong khi tốc độ cao nhất ở tốc độ không đổi.

 

Các nhà khoa học và kỹ thuật viên trong và ngoài nước đã tiến hành rất nhiều nghiên cứu về công nghệ điều khiển tốc độ của động cơ bước, và thiết lập nhiều mô hình toán học điều khiển tăng tốc và giảm tốc, chẳng hạn như mô hình hàm mũ, mô hình tuyến tính, v.v. và trên cơ sở thiết kế và phát triển nhiều mạch điều khiển để cải thiện các đặc tính chuyển động của động cơ bước, để thúc đẩy phạm vi ứng dụng của động cơ bước tăng tốc và giảm tốc hàm mũ có tính đến các đặc tính tần số mô men vốn có của động cơ bước, vừa đảm bảo động cơ bước chuyển động mà không bị mất bước, vừa phát huy đầy đủ các đặc tính vốn có của động cơ, rút ​​ngắn thời gian nâng tốc độ, nhưng do tải động cơ thay đổi, khó đạt được trong khi tăng tốc và giảm tốc tuyến tính chỉ xem xét động cơ trong phạm vi khả năng chịu tải của vận tốc góc và xung tỷ lệ thuận với mối quan hệ này, không phải do biến động của điện áp cung cấp, môi trường tải và các đặc điểm thay đổi, phương pháp tăng tốc này là hằng số, nhược điểm là không xem xét đầy đủ mô-men xoắn đầu ra của động cơ bước Với đặc điểm thay đổi tốc độ, động cơ bước ở tốc độ cao sẽ xảy ra hiện tượng lệch bước.

 

Đây là phần giới thiệu về nguyên lý gia nhiệt và công nghệ điều khiển quá trình tăng tốc/giảm tốc của động cơ bước.

Nếu bạn muốn giao lưu và hợp tác với chúng tôi, xin vui lòng liên hệ với chúng tôi!

Chúng tôi tương tác chặt chẽ với khách hàng, lắng nghe nhu cầu của họ và hành động theo yêu cầu của họ. Chúng tôi tin rằng quan hệ đối tác đôi bên cùng có lợi dựa trên chất lượng sản phẩm và dịch vụ khách hàng.