Принцип на генериране на топлинастъпков двигател.
1, обикновено виждаме всички видове двигатели, вътрешните са желязна сърцевина и намотка.Намотката има съпротивление, под напрежение ще генерира загуби, размерът на които е пропорционален на квадрата на съпротивлението и тока, което често се нарича загуба в мед. Ако токът не е стандартен постоянен ток или синусоида, също ще се генерират хармонични загуби. Ядрото има хистерезисен ефект на вихрови токове, което в променливото магнитно поле също ще генерира загуби, свързани с неговия размер, материал, ток, честота и напрежение, което се нарича загуба в желязо. Загубата в мед и желязо се проявява под формата на топлина, което влияе върху ефективността на двигателя. Стъпковите двигатели обикновено се стремят към точност на позициониране и изходен въртящ момент, ефективността им е сравнително ниска, токът обикновено е сравнително голям и има високи хармонични компоненти. Честотата на редуване на тока също варира в зависимост от скоростта. Поради това стъпковите двигатели обикновено се нагряват и ситуацията е по-сериозна от тази на обикновените променливотокови двигатели.
2, разумният диапазон отстъпков двигателтоплина.
Допустимата степен на нагряване на двигателя зависи главно от нивото на вътрешната изолация на двигателя. Вътрешната изолация работи при високи температури (130 градуса или повече), преди да се разруши. Така че, докато вътрешната температура не надвишава 130 градуса, двигателят няма да загуби изолационния пръстен, а повърхностната температура ще бъде под 90 градуса.
Следователно, температурата на повърхността на стъпковия двигател в рамките на 70-80 градуса е нормална. Прост метод за измерване на температурата е полезен с точков термометър, който може да се определи приблизително: с ръка може да се докосне за повече от 1-2 секунди, не повече от 60 градуса; с ръка може да се докосне само за около 70-80 градуса; няколко капки вода бързо се изпаряват, тя е над 90 градуса.
3, стъпков двигателнагряване с промени в скоростта.
При използване на технология за задвижване с постоянен ток, стъпковите двигатели при статично и нискоскоростно движение, токът ще остане постоянен, за да се поддържа постоянен въртящ момент. Когато скоростта достигне определено ниво, вътрешният потенциал на двигателя се повишава, токът постепенно намалява и въртящият момент също намалява.
Следователно, условията на нагряване, дължащи се на загуба на мед, ще зависят от скоростта. Статичното нагряване и ниската скорост обикновено генерират висока температура, докато високата скорост генерира ниска температура. Но загубите на желязо (макар и в по-малка пропорция) се променят нееднакво и топлината на двигателя като цяло е сума от двете, така че горното е само обща ситуация.
4, въздействието на топлината.
Въпреки че топлината на двигателя обикновено не влияе на живота му, повечето клиенти не е нужно да обръщат внимание на това. Но тя може да има някои сериозни отрицателни последици. Например, различните коефициенти на топлинно разширение на вътрешните части на двигателя водят до промени в структурното напрежение, а малки промени във вътрешната въздушна междина влияят на динамичните му характеристики и при висока скорост лесно се губи скорост. Друг пример е, че някои случаи не позволяват прекомерно нагряване на двигателя, като например медицинско оборудване и високопрецизно тестово оборудване и др. Следователно, топлината на двигателя трябва да се контролира.
5, как да се намали топлината на двигателя.
Намаляването на генерирането на топлина е свързано с намаляване на загубите на мед и желязо. Загубите на мед се намаляват в две посоки, като съпротивлението и токът се намаляват, което изисква избор на двигател с възможно най-малко съпротивление и номинален ток. При двуфазен двигател двигателят може да се използва последователно, без паралелно свързване. Това обаче често противоречи на изискванията за въртящ момент и висока скорост. За избрания двигател е необходимо да се използват максимално функцията за автоматично управление на половин ток и функцията за офлайн работа на задвижването. Първата функция автоматично намалява тока, когато двигателят е в покой, а втората просто го изключва.
Освен това, при задвижване с подразделяне, тъй като формата на вълната на тока е близка до синусоидална, с по-малко хармоници, нагряването на двигателя също ще бъде по-малко. Има няколко начина за намаляване на загубите в желязо, а нивото на напрежение е свързано с това. Въпреки че двигател, задвижван от високо напрежение, ще доведе до повишаване на характеристиките при висока скорост, той също така води до увеличаване на генерирането на топлина. Затова трябва да изберем правилното ниво на напрежение на задвижването, като вземем предвид високата скорост, плавността на работа и топлината, шума и други показатели.
Методи за управление на процесите на ускорение и забавяне на стъпкови двигатели.
С широкото използване на стъпкови двигатели, изучаването на управлението на стъпкови двигатели също се увеличава. При стартиране или ускорение, ако импулсът на стъпковия двигател се променя твърде бързо, роторът поради инерция не следва промените в електрическия сигнал, което води до блокиране или загуба на стъпка. При спиране или забавяне по същата причина може да се стигне до превишаване на скоростта. За да се предотврати блокиране, загуба на стъпка и превишаване, е необходимо да се подобри работната честота на стъпковия двигател, за да се увеличи контролът на скоростта.
Скоростта на стъпковия двигател зависи от честотата на импулсите, броя на зъбите на ротора и броя на биенията. Ъгловата му скорост е пропорционална на честотата на импулсите и е синхронизирана във времето с импулса. По този начин, ако броят на зъбите на ротора и броят на работните биения са определени, желаната скорост може да се постигне чрез контролиране на честотата на импулсите. Тъй като стъпковият двигател се стартира с помощта на синхронния си въртящ момент, началната честота не е висока, за да не се загуби тактова честота. Особено с увеличаване на мощността, увеличаване на диаметъра на ротора, увеличаване на инерцията, а началната честота и максималната работна честота могат да се различават до десет пъти.
Характеристиките на началната честота на стъпковия двигател са такива, че стъпковият двигател не може директно да достигне работната честота, а да има процес на стартиране, т.е. от ниска скорост постепенно се увеличава до работната скорост. Спирането е възможно, когато работната честота не може да бъде незабавно намалена до нула, но с висока скорост се осъществява процес на постепенно намаляване на скоростта до нула.
Изходният въртящ момент на стъпковия двигател намалява с повишаване на честотата на импулсите. Колкото по-висока е началната честота, толкова по-малък е началният въртящ момент и толкова по-лоша е способността за задвижване на товара. При стартиране ще се получи загуба на стъпка, а при спиране ще има превишаване. За да може стъпковият двигател бързо да достигне желаната скорост, без да губи стъпка или превишаване, е важно процесът на ускорение да се направи така, че въртящият момент на ускорение да използва максимално въртящия момент, осигурен от стъпковия двигател при всяка работна честота, и да не се превишава този въртящ момент. Следователно, работата на стъпковия двигател обикновено трябва да премине през три етапа: ускорение, равномерна скорост и забавяне, като времето за ускорение и забавяне е възможно най-кратко, а времето за постоянна скорост - възможно най-дълго. Особено при работа, изискваща бърза реакция, времето за работа от началната точка до края на работата трябва да е възможно най-кратко, което изисква ускорение и забавяне, като същевременно се постига най-висока скорост при постоянна скорост.
Учени и техници в страната и чужбина са провели много изследвания върху технологията за контрол на скоростта на стъпковите двигатели и са създали различни математически модели за контрол на ускорението и забавянето, като експоненциален модел, линеен модел и др. Въз основа на това са проектирани и разработени различни управляващи схеми за подобряване на характеристиките на движение на стъпковите двигатели и за разширяване на обхвата на приложение на стъпковите двигатели. Експоненциалното ускорение и забавяне отчитат присъщите им характеристики на моментно-честотната връзка. Това гарантира, че стъпковият двигател се движи без загуба на стъпка, но също така дава пълна свобода на присъщите характеристики на двигателя и съкращава времето за повдигане на скоростта. Това е трудно постижимо поради промени в натоварването на двигателя. Линейното ускорение и забавяне отчитат само товароносимостта на двигателя и импулсите му, пропорционални на тази зависимост. Недостатъкът е, че не отчита напълно изходния въртящ момент на стъпковия двигател. Поради промените в характеристиките на промяна на скоростта, стъпковият двигател ще се движи неравномерно при висока скорост.
Това е въведение в принципа на нагряване и технологията за управление на процесите на ускорение/забавяне на стъпкови двигатели.
Ако желаете да комуникирате и да си сътрудничите с нас, моля, не се колебайте да се свържете с нас!
Ние взаимодействаме тясно с нашите клиенти, като се вслушваме в техните нужди и действаме според техните искания. Вярваме, че печелившото партньорство се основава на качеството на продуктите и обслужването на клиентите.
Време на публикуване: 27 април 2023 г.