Como elemento de ejecución digital, el motor paso a paso se utiliza ampliamente en sistemas de control de movimiento. Muchos usuarios y aficionados al uso de motores paso a paso notan que estos generan mucho calor durante su funcionamiento, lo que genera dudas sobre si este fenómeno es normal. De hecho, el calentamiento es un fenómeno común en los motores paso a paso, pero ¿qué nivel de calor se considera normal y cómo minimizarlo?
1. Para entender por qué se calienta el motor paso a paso.
En todos los tipos de motores paso a paso, el núcleo interno está compuesto por un núcleo de hierro y una bobina. La resistencia de la bobina genera pérdidas de potencia, cuyo tamaño, resistencia y corriente son proporcionales al cuadrado. Esto se conoce como pérdidas de cobre. Si la corriente no es continua estándar ni sinusoidal, también se producen pérdidas armónicas. El efecto de corrientes parásitas por histéresis en el núcleo, en un campo magnético alterno, también genera pérdidas. Estas pérdidas dependen del tamaño del material, la corriente, la frecuencia y la tensión, y se denominan pérdidas de hierro. Las pérdidas de cobre y de hierro se manifiestan en forma de calor, lo que afecta la eficiencia del motor.
Los motores paso a paso generalmente buscan precisión de posicionamiento y par motor, pero su eficiencia es relativamente baja, la corriente suele ser alta y presentan altos componentes armónicos. La frecuencia de la corriente varía con la velocidad, por lo que los motores paso a paso suelen generar calor, y esta situación es más grave que en los motores de CA convencionales.
II. El control de temperatura del motor paso a paso dentro de un rango razonable.
El grado de calor que soporta un motor depende principalmente de su nivel de aislamiento interno. El aislamiento interno no se destruye hasta que alcanza una temperatura elevada (superior a 130 grados). Por lo tanto, mientras la temperatura interna no supere los 130 grados, el motor no se dañará y la temperatura de la superficie será inferior a 90 grados. En consecuencia, una temperatura superficial de 70-80 grados es normal para un motor paso a paso. Con un termómetro, se puede medir la temperatura de forma aproximada: si se puede tocar con la mano durante más de 1-2 segundos, no supera los 60 grados; si solo se puede tocar con la mano, está entre 70 y 80 grados; si unas gotas de agua se evaporan rápidamente, supera los 90 grados. También se puede usar un termómetro infrarrojo para comprobar la temperatura.
III. El motor paso a paso se calienta con el cambio de velocidad.
Cuando se utiliza la tecnología de accionamiento de corriente constante, en el motor paso a paso, tanto en reposo como a baja velocidad, la corriente se mantendrá relativamente constante para mantener un par de salida constante.
Cuando la velocidad alcanza cierto nivel, el potencial inverso dentro del motor aumenta, la corriente disminuye gradualmente y el par motor también disminuye. Por lo tanto, la generación de calor debido a las pérdidas de cobre está relacionada con la velocidad.
La generación de calor suele ser alta a bajas velocidades y en reposo, y baja a altas velocidades. Sin embargo, la pérdida de hierro (aunque en una pequeña proporción) no varía, y el calor total del motor es la suma de ambos, por lo que lo anterior es solo una situación general.
IV. el impacto del calor
Si bien el calor del motor generalmente no afecta su vida útil, la mayoría de los clientes no le prestan atención. Sin embargo, un calor excesivo puede tener efectos negativos.
Por ejemplo, el coeficiente de expansión térmica de las partes internas del motor, las diferentes tensiones estructurales causadas por los cambios en el espacio de aire interno y los pequeños cambios afectarán la respuesta dinámica del motor, y a alta velocidad será fácil perder pasos.
Otro ejemplo es que en ciertas situaciones no se permite el sobrecalentamiento del motor, como en el caso de equipos médicos y equipos de prueba de alta precisión. Por lo tanto, es necesario controlar la temperatura del motor.
五、 reduzca el calor del motor.
Reducir el calor implica reducir las pérdidas de cobre y de hierro. La reducción de las pérdidas de cobre tiene dos objetivos: reducir la resistencia y la corriente. Esto requiere seleccionar motores pequeños con la menor resistencia y corriente nominal posible, y motores bifásicos que puedan utilizarse en serie, sin necesidad de conectarlos en paralelo.
Pero esto a menudo contradice los requisitos de par motor y alta velocidad.
Una vez seleccionado el motor, se debe aprovechar al máximo la función de control automático de media corriente y la función fuera de línea del variador. La primera reduce automáticamente la corriente cuando el motor está en estado estático, mientras que la segunda simplemente la interrumpe.
Además, gracias a una forma de onda de corriente casi sinusoidal y una distribución de frecuencia finamente dividida, se reducen los armónicos y, por consiguiente, el calentamiento del motor. No existen muchas maneras de disminuir las pérdidas por efecto Joule; si bien el nivel de voltaje está relacionado con el accionamiento de alta tensión del motor, esto también conlleva una mejora en las características de alta velocidad y un aumento en la generación de calor.
Por lo tanto, debemos elegir el nivel de voltaje de accionamiento adecuado, teniendo en cuenta la alta velocidad, la suavidad, el calor, el ruido y otros indicadores.
Fecha de publicación: 13 de septiembre de 2024