Principio de calentamiento del motor paso a paso y tecnología de control del proceso de aceleración y desaceleración

Principio de generación de calor demotor paso a paso.

 

 

1, generalmente vemos todo tipo de motores, los internos son núcleo de hierro y bobina de bobinado.El devanado tiene resistencia, la energía producirá pérdida, el tamaño de la pérdida es proporcional al cuadrado de la resistencia y la corriente, que a menudo se conoce como pérdida de cobre, si la corriente no es la CC estándar o una onda sinusoidal, también producirá pérdida armónica; el núcleo tiene efecto de corriente de Foucault de histéresis, en el campo magnético alterno también producirá pérdida, su tamaño y material, corriente, frecuencia, voltaje, que se llama pérdida de hierro. La pérdida de cobre y la pérdida de hierro se manifestarán en forma de calor, lo que afecta la eficiencia del motor. Los motores paso a paso generalmente buscan precisión de posicionamiento y salida de par, la eficiencia es relativamente baja, la corriente es generalmente relativamente grande y los componentes armónicos altos, la frecuencia de la alternancia de corriente también varía con la velocidad y, por lo tanto, los motores paso a paso generalmente tienen calor, y la situación es más grave que el motor de CA general.

2, el rango razonable demotor paso a pasocalor.

El grado de calentamiento del motor depende principalmente del nivel de aislamiento interno. El aislamiento interno funciona a altas temperaturas (130 °C o más) antes de sufrir daños. Por lo tanto, mientras el interior no supere los 130 °C, el motor no perderá el anillo y la temperatura superficial será inferior a 90 °C en ese momento.

Por lo tanto, la temperatura superficial del motor paso a paso es normal entre 70 y 80 grados. Un termómetro de punto sencillo y útil permite determinar la temperatura de forma aproximada: si se toca con la mano durante más de 1 o 2 segundos, no se superan los 60 grados; si se toca con la mano, se superan los 70 y 80 grados; si se evaporan rápidamente unas gotas de agua, se superan los 90 grados.

3, motor paso a pasocalentamiento con cambios de velocidad.

Al utilizar la tecnología de accionamiento de corriente constante, en motores paso a paso a baja velocidad, la corriente se mantiene constante para mantener un par de salida constante. Cuando la velocidad alcanza cierto nivel, el contrapotencial interno del motor aumenta, la corriente disminuye gradualmente y el par también.

Por lo tanto, el calentamiento debido a la pérdida de cobre dependerá de la velocidad. La estática y la baja velocidad generalmente generan mucho calor, mientras que la alta velocidad genera poco. Sin embargo, la pérdida de hierro (aunque en menor proporción) varía de forma diferente, y el calor del motor en su conjunto es la suma de ambos, por lo que lo anterior es solo una situación general.

4, el impacto del calor.

Aunque el calor del motor generalmente no afecta su vida útil, la mayoría de los clientes no necesitan prestarle atención. Sin embargo, puede tener un impacto negativo. Por ejemplo, los diferentes coeficientes de expansión térmica de las piezas internas del motor provocan cambios en la tensión estructural y pequeñas variaciones en el entrehierro interno, lo que afecta la respuesta dinámica del motor, lo que facilita la pérdida de velocidad. Otro ejemplo es que en ciertas situaciones no se permite un calor excesivo del motor, como en equipos médicos y equipos de prueba de alta precisión. Por lo tanto, es necesario controlar el calor del motor.

5, cómo reducir el calor del motor.

Reducir la generación de calor implica reducir las pérdidas de cobre y hierro. Para reducir las pérdidas de cobre en dos direcciones, se reduce la resistencia y la corriente. Esto requiere seleccionar un motor con una resistencia y una corriente nominal lo más bajas posible. El motor bifásico puede utilizarse en serie sin necesidad de un motor en paralelo. Sin embargo, esto suele contradecir los requisitos de par y alta velocidad. En el motor seleccionado, se deben aprovechar al máximo las funciones de control automático de media corriente y desconectado del variador: la primera reduce automáticamente la corriente cuando el motor está en reposo y la segunda simplemente la corta.

Además, el variador de subdivisión, debido a que la forma de onda de la corriente es casi sinusoidal, presenta menos armónicos y reduce el calentamiento del motor. Existen diversas maneras de reducir las pérdidas de hierro, y el nivel de voltaje está relacionado con ello. Si bien un motor accionado por alto voltaje aumenta las características de alta velocidad, también aumenta la generación de calor. Por lo tanto, debemos elegir el nivel de voltaje correcto del variador, considerando la alta velocidad, la suavidad, el calor, el ruido y otros indicadores.

Técnicas de control para procesos de aceleración y desaceleración de motores paso a paso.

Con el uso generalizado de motores paso a paso, el estudio de su control también está en auge. Durante el arranque o la aceleración, si el pulso del motor cambia demasiado rápido, el rotor, debido a la inercia, no sigue los cambios de la señal eléctrica, lo que resulta en bloqueos o pérdida de paso. Al detenerse o desacelerar, por la misma razón, se puede producir un sobrepaso. Para evitar bloqueos, pérdida de paso y sobreimpulso, se debe mejorar la frecuencia de trabajo y aumentar el control de velocidad del motor paso a paso.

La velocidad de un motor paso a paso depende de la frecuencia de pulso, el número de dientes del rotor y el número de pulsaciones. Su velocidad angular es proporcional a la frecuencia de pulso y está sincronizada con este. Por lo tanto, si el número de dientes del rotor y el número de pulsaciones son ciertos, se puede obtener la velocidad deseada controlando la frecuencia de pulso. Dado que el motor paso a paso arranca gracias a su par síncrono, la frecuencia de arranque no es alta para evitar la pérdida de paso. En particular, al aumentar la potencia, el diámetro del rotor y la inercia, la frecuencia de arranque y la frecuencia máxima de funcionamiento pueden diferir hasta diez veces.

Las características de la frecuencia de arranque del motor paso a paso hacen que este no alcance directamente la frecuencia de operación, sino que se inicie gradualmente desde una velocidad baja hasta alcanzar la velocidad de operación. Se detiene cuando la frecuencia de operación no se puede reducir inmediatamente a cero, sino que se inicia un proceso de reducción gradual de velocidad a alta velocidad hasta llegar a cero.

 

El par de salida del motor paso a paso disminuye con el aumento de la frecuencia de pulso. Cuanto mayor sea la frecuencia de arranque, menor será el par de arranque y menor será la capacidad de impulsar la carga. El arranque provocará una pérdida de paso y, en la parada, se producirá un sobreimpulso. Para que el motor paso a paso alcance rápidamente la velocidad requerida y no pierda el paso ni se sobreimpulse, la clave es realizar el proceso de aceleración. El par de aceleración requerido debe aprovechar al máximo el par proporcionado por el motor paso a paso en cada frecuencia de operación y no excederlo. Por lo tanto, el funcionamiento del motor paso a paso generalmente debe pasar por tres etapas: aceleración, velocidad uniforme y desaceleración. El tiempo de aceleración y desaceleración debe ser lo más corto posible y el tiempo de velocidad constante debe ser lo más largo posible. Especialmente en trabajos que requieren una respuesta rápida, el tiempo de funcionamiento desde el punto de partida hasta el final debe ser lo más corto posible, lo que requiere un proceso de aceleración y desaceleración lo más corto posible, mientras que la velocidad máxima debe ser constante.

 

Científicos y técnicos nacionales y extranjeros han realizado muchas investigaciones sobre la tecnología de control de velocidad de los motores paso a paso y han establecido una variedad de modelos matemáticos de control de aceleración y desaceleración, como el modelo exponencial, el modelo lineal, etc., y sobre la base de este diseño y desarrollo de una variedad de circuitos de control para mejorar las características de movimiento de los motores paso a paso, para promover el rango de aplicación de los motores paso a paso, la aceleración y desaceleración exponencial tiene en cuenta las características inherentes de momento-frecuencia de los motores paso a paso, tanto para garantizar que el motor paso a paso en movimiento sin perder el paso, sino que también da pleno juego a las características inherentes del motor, acorta el tiempo de velocidad de elevación, pero debido a los cambios en la carga del motor, es difícil de lograr mientras que la aceleración y desaceleración lineal solo considera el motor en el rango de capacidad de carga de velocidad angular y pulso proporcional a esta relación, no debido a fluctuaciones en el voltaje de suministro, el entorno de carga y las características del cambio, este método de aceleración de aceleración es constante, la desventaja es que no considera completamente el par de salida del motor paso a paso Con las características del cambio de velocidad, motor paso a paso a alta velocidad se producirá fuera de paso.

 

Esta es una introducción al principio de calentamiento y a la tecnología de control del proceso de aceleración/desaceleración de motores paso a paso.

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