Ыстық картоп! "- Бұл көптеген инженерлердің, өндірушілердің және студенттердің жобаны жөндеу кезінде микро-қадамды қозғалтқыштарға бірінші жанасуы болуы мүмкін. Бұл микро-қадамдық қозғалтқыштардың жұмыс кезінде жылу шығаруы өте кең таралған құбылыс. Бірақ бастысы - бұл қаншалықты ыстық? Бұл қаншалықты ыстық? Ақаулықты көрсетеді?

Қатты қыздыру қозғалтқыштың тиімділігін, айналу моментін және дәлдігін төмендетіп қана қоймайды, сонымен қатар ұзақ мерзімді перспективада ішкі оқшаулаудың қартаюын тездетеді, сайып келгенде, қозғалтқыштың тұрақты зақымдалуына әкеледі. Егер сіз 3D принтерде, CNC машинасында немесе роботта микро қадамдық қозғалтқыштардың қызуымен күресіп жатсаңыз, онда бұл мақала сізге арналған. Біз қызбаның негізгі себептерін зерттеп, сізге дереу салқындату үшін 5 шешім ұсынамыз.

1-бөлім: Түбірлік себептерді зерттеу – микро қадамдық қозғалтқыш неге жылу шығарады?

Біріншіден, негізгі тұжырымдаманы нақтылау қажет: микро қадамдық қозғалтқыштарды қыздыру сөзсіз және оны толығымен болдырмау мүмкін емес. Оның жылуы негізінен екі аспектіден келеді:

1. Темір жоғалту (негізгі жоғалту): Қозғалтқыштың статоры қабатталған кремний болат парақтардан жасалған және айнымалы магнит өрісі ондағы құйынды токтар мен гистерезистерді тудырады, бұл жылу генерациясын тудырады. Шығынның бұл бөлігі қозғалтқыш жылдамдығына (жиілік) байланысты және жылдамдық неғұрлым жоғары болса, әдетте темірдің жоғалуы соғұрлым көп болады.

2. Мыстың жоғалуы (ораманың кедергісінің жоғалуы): Бұл жылудың негізгі көзі, сонымен қатар біз оңтайландыруға назар аудара алатын бөлік. Ол Джоуль заңына сәйкес келеді: P=I ² × R.

P (қуат жоғалуы): Қуат тікелей жылуға айналады.

Мен (қазіргі):Қозғалтқыш орамасы арқылы өтетін ток.

R (қарсылық):Қозғалтқыш орамасының ішкі кедергісі.

Қарапайым сөзбен айтқанда, түзілетін жылу мөлшері токтың квадратына пропорционал. Бұл токтың шамалы ұлғаюы тіпті жылудың квадраттық еселенуіне әкелуі мүмкін дегенді білдіреді. Біздің шешімдеріміздің барлығы дерлік осы ағымды ғылыми түрде қалай басқаруға болады (I).

2-бөлім: Бес негізгі кінәлі – қатты қызбаға әкелетін нақты себептерді талдау

Қозғалтқыштың температурасы тым жоғары болған кезде (мысалы, қол тигізу үшін тым ыстық, әдетте 70-80 ° C-тан жоғары), ол әдетте келесі себептердің біріне немесе бірнешеуіне байланысты болады:

Бірінші кінәлі - қозғаушы ток тым жоғары орнатылған

Бұл ең көп таралған және негізгі бақылау пункті. Үлкен шығыс моментін алу үшін пайдаланушылар драйверлерде (A4988, TMC2208, TB6600 сияқты) ток реттейтін потенциометрді жиі тым көп бұрады. Бұл орам тоғының (I) қозғалтқыштың номиналды мәнінен әлдеқайда асуына тікелей әкелді және P=I ² × R сәйкес жылу күрт өсті. Есіңізде болсын: крутящий моменттің артуы жылудың есебінен болады.

Екінші кінәлі: дұрыс емес кернеу және жүргізу режимі

Қоректендіру кернеуі тым жоғары: Қадамдық қозғалтқыш жүйесі «тұрақты ток жетегін» қабылдайды, бірақ жоғары қуат кернеуі драйвердің токты қозғалтқыш орамына жылдамырақ жылдамдықпен «итеруі» мүмкін екенін білдіреді, бұл жоғары жылдамдықты өнімділікті жақсарту үшін пайдалы. Дегенмен, төмен жылдамдықта немесе тыныштықта шамадан тыс кернеу токтың тым жиі үзілуіне әкелуі мүмкін, бұл қосқыштың жоғалуын арттырады және драйвер мен қозғалтқыштың қызып кетуіне әкеледі.

Микро қадамды пайдаланбау немесе жеткіліксіз бөлімшелер:Толық қадам режимінде ағымдағы толқын пішіні шаршы толқын болып табылады, ал ток күрт өзгереді. Орамдағы ағымдағы мән кенеттен 0 мен максималды мән арасында өзгереді, нәтижесінде үлкен айналу моменті мен шуыл және салыстырмалы түрде төмен тиімділік пайда болады. Ал микро қадам ағымдағы өзгеріс қисығын тегістейді (шамамен синус толқыны), гармоникалық жоғалтулар мен айналу моментінің толқынын азайтады, біркелкі жұмыс істейді және әдетте орташа жылу өндіруді белгілі бір дәрежеде азайтады.

Үшінші кінәлі: шамадан тыс жүктеме немесе механикалық ақаулар

Номиналды жүктемеден асып кету: Қозғалтқыш ұзақ уақыт бойы ұстау моментіне жақын немесе одан асатын жүктеме астында жұмыс істесе, қарсылықты жеңу үшін драйвер жоғары ток беруді жалғастырады, нәтижесінде тұрақты жоғары температура болады.

Механикалық үйкеліс, тураланбау және кептелу: Муфталарды дұрыс орнатпау, нашар бағыттаушы рельстер және жетекші бұрандадағы бөгде заттардың барлығы қозғалтқышқа қосымша және қажетсіз жүктемелерді тудыруы мүмкін, бұл оның қатты жұмыс істеуіне және көбірек жылу шығаруға мәжбүр етеді.

Төртінші кінәлі: моторды дұрыс таңдамау

Үлкен арбаны сүйреп келе жатқан кішкентай ат. Егер жобаның өзі үлкен моментті қажет етсе және сіз тым кішкентай қозғалтқышты таңдасаңыз (мысалы, NEMA 23 жұмысын орындау үшін NEMA 17 пайдалану), онда ол тек ұзақ уақыт шамадан тыс жүктемеде жұмыс істей алады және қатты қыздыру сөзсіз нәтиже болып табылады.

Бесінші кінәлі: нашар жұмыс ортасы және нашар жылуды тарату жағдайлары

Жоғары қоршаған орта температурасы: Қозғалтқыш жабық кеңістікте немесе жақын жерде басқа жылу көздері бар ортада жұмыс істейді (мысалы, 3D принтер төсектері немесе лазер бастары), бұл оның жылуды тарату тиімділігін айтарлықтай төмендетеді.

Табиғи конвекцияның жеткіліксіздігі: Мотордың өзі жылу көзі болып табылады. Егер айналадағы ауа айналмаса, жылуды уақтылы алып тастау мүмкін емес, бұл жылудың жиналуына және температураның үздіксіз көтерілуіне әкеледі.

3-бөлім: Практикалық шешімдер - Микро қадамдық қозғалтқышты салқындатудың 5 тиімді әдісі

Себебін анықтағаннан кейін біз дұрыс дәрі тағайындай аламыз. Ақаулықтарды түзетіп, келесі ретпен оңтайландырыңыз:

Шешім 1: Қозғалыс тогын дәл орнатыңыз (ең тиімді, бірінші қадам)

Операция әдісі:Драйвердегі ағымдағы анықтамалық кернеуді (Vref) өлшеу үшін мультиметрді пайдаланыңыз және формула бойынша сәйкес ток мәнін есептеңіз (әртүрлі драйверлер үшін әртүрлі формулалар). Оны қозғалтқыштың номиналды фазалық тоғының 70% -90% орнатыңыз. Мысалы, номиналды ток 1,5А болатын қозғалтқышты 1,0А мен 1,3А арасында орнатуға болады.

Неліктен тиімді: Ол жылу генерациясының формуласында I-ді тікелей төмендетеді және жылу шығынын шаршы есе азайтады. Момент жеткілікті болғанда, бұл ең үнемді салқындату әдісі.

2-шешім: Қозғалыс кернеуін оңтайландырыңыз және микро қадамды қосыңыз

Жетек кернеуі: Жылдамдық талаптарына сәйкес келетін кернеуді таңдаңыз. Көптеген жұмыс үстелі қолданбалары үшін 24V-36V өнімділік пен жылу шығару арасындағы жақсы тепе-теңдікті қамтамасыз ететін диапазон болып табылады. Тым жоғары кернеуді пайдаланудан аулақ болыңыз 

Жоғары бөлімшелік микро қадамды қосыңыз: Драйверді жоғарырақ микро қадам режиміне орнатыңыз (мысалы, 16 немесе 32 бөлімше). Бұл біркелкі және тыныш қозғалысты әкеліп қана қоймайды, сонымен қатар орташа және төмен жылдамдықтағы жұмыс кезінде жылудың пайда болуын азайтуға көмектесетін тегіс ток толқын пішінінің арқасында гармоникалық шығындарды азайтады.

3-шешім: жылу қабылдағыштарды орнату және ауаны мәжбүрлі салқындату (жылудың физикалық таралуы)

Жылу таратқыш қанаттар: Көптеген миниатюралық қадамдық қозғалтқыштар үшін (әсіресе NEMA 17) қозғалтқыш корпусына алюминий қорытпасынан жасалған жылу таратқышты жабыстыру немесе қысу ең тікелей және үнемді әдіс болып табылады. Жылу қабылдағыш жылуды кетіру үшін ауаның табиғи конвекциясын пайдалана отырып, қозғалтқыштың жылуды тарату бетінің ауданын айтарлықтай арттырады.

Ауаны мәжбүрлі салқындату: Егер жылу қабылдағыштың әсері әлі де мінсіз болмаса, әсіресе жабық кеңістіктерде, мәжбүрлі ауаны салқындату үшін шағын желдеткішті (мысалы, 4010 немесе 5015 желдеткіш) қосу - түпкілікті шешім. Ауа ағыны жылуды тез алып кете алады және салқындату әсері өте маңызды. Бұл 3D принтерлер мен CNC машиналарындағы стандартты тәжірибе.

4-шешім: Drive параметрлерін оңтайландыру (Жетілдірілген әдістер)

Көптеген заманауи интеллектуалды дискілер ағымдағы басқарудың жетілдірілген функцияларын ұсынады:

StealthShop II&SpreadCycle: Бұл мүмкіндік қосылғанда, қозғалтқыш белгілі бір уақыт ішінде қозғалмай тұрғанда, қозғалыс тогы автоматты түрде жұмыс тоғының 50%-ына немесе одан да төменірек төмендейді. Қозғалтқыш көп уақыт бойы ұстап тұру күйінде болғандықтан, бұл функция статикалық қыздыруды айтарлықтай азайтады.

Неліктен ол жұмыс істейді: Токты интеллектуалды басқару, қажет кезде жеткілікті қуатпен қамтамасыз ету, қажет емес кезде қалдықтарды азайту және қуат көзі мен салқындатуды тікелей үнемдеу.

5-шешім: Механикалық құрылымды тексеріңіз және қайта таңдаңыз (негізгі шешім)

Механикалық тексеру: Қозғалтқыш білігін қолмен бұраңыз (өшіру күйінде) және оның тегіс екенін сезініңіз. Тығыздық, үйкеліс немесе кептелу аймақтарының жоқтығына көз жеткізу үшін бүкіл беріліс жүйесін тексеріңіз. Тегіс механикалық жүйе қозғалтқышқа түсетін жүктемені айтарлықтай азайтады.

Қайта таңдау: Егер жоғарыда аталған барлық әдістерді қолданып көргеннен кейін қозғалтқыш әлі де ыстық болса және айналу моменті әрең жетсе, қозғалтқыш тым кішкентай таңдалған болуы мүмкін. Қозғалтқышты үлкенірек сипаттамамен (мысалы, NEMA 17-ден NEMA 23-ке дейін жаңарту) немесе жоғары номиналды токпен ауыстыру және оның жайлылық аймағында жұмыс істеуге мүмкіндік беру, әрине, жылыту мәселесін түбегейлі шешеді.

Тергеу үшін процесті орындаңыз:

Қатты жылытуы бар микро қадамдық қозғалтқышқа қарап, келесі процесті орындау арқылы мәселені жүйелі түрде шешуге болады:

Мотор қатты қызып кетті

1-қадам: Диск токының тым жоғары орнатылғанын тексеріңіз бе?

2-қадам: Механикалық жүктеменің тым ауыр немесе үйкеліс жоғары екенін тексеріңіз бе?

3-қадам: физикалық салқындату құрылғыларын орнатыңыз

Жылытқышты бекітіңіз

Мәжбүрлі ауаны салқындатуды қосыңыз (кіші желдеткіш)

Температура жақсарды ма?

4-қадам: Қайта таңдауды және үлкенірек қозғалтқыш үлгісімен ауыстыруды қарастырыңыз