Analisis penyebab panas berlebih pada motor stepper

Alasan pertama.

Salah satu keuntungan paling berarti darimotor stepperKontrol presisi yang dapat dicapai dalam sistem loop terbuka adalah kontrol yang akurat. Kontrol loop terbuka berarti tidak diperlukan informasi umpan balik tentang posisi (rotor).

Kontrol ini menghindari penggunaan sensor dan perangkat umpan balik yang mahal seperti encoder optik, karena hanya pulsa langkah input yang perlu dilacak untuk mengetahui posisi (rotor). Baru-baru ini, beberapa pelanggan menyampaikan kepada teknisi motor Shangshe kami bahwa motor stepper juga rentan terhadap masalah panas, jadi bagaimana cara mengatasi situasi ini? 

1, kurangimotor stepperMengurangi panas berarti mengurangi kehilangan tembaga dan kehilangan besi. Mengurangi kehilangan tembaga dalam dua arah, mengurangi arus listrik, yang membutuhkan pemilihan resistansi kecil dan arus nominal sekecil mungkin pada motor. Motor stepper dua fasa dapat digunakan sebagai motor seri, bukan motor paralel, tetapi ini sering bertentangan dengan persyaratan torsi dan kecepatan tinggi.

2. Untuk motor yang telah dipilih, sebaiknya manfaatkan sepenuhnya fungsi kontrol arus setengah otomatis dan fungsi offline dari drive tersebut. Fungsi kontrol arus setengah otomatis akan mengurangi arus saat motor dalam keadaan diam, sedangkan fungsi offline akan memutus arus sepenuhnya.

3. Selain itu, penggerak motor stepper subdivisi karena bentuk gelombang arus mendekati sinusoidal, harmoniknya lebih sedikit, sehingga pemanasan motor akan lebih rendah. Ada beberapa cara untuk mengurangi kerugian besi, dan tingkat tegangan berkaitan dengannya. Penggerak motor tegangan tinggi meskipun akan meningkatkan karakteristik kecepatan tinggi, tetapi juga meningkatkan produksi panas. 

4. Harus memilih tingkat tegangan motor penggerak yang sesuai, dengan mempertimbangkan rentang tinggi, kelancaran, panas, kebisingan, dan indikator lainnya.

Alasan kedua.

Panas yang dihasilkan motor stepper, meskipun umumnya tidak memengaruhi masa pakai motor, bagi sebagian besar pelanggan tidak perlu memperhatikannya. Namun, panas yang dihasilkan secara serius dapat menimbulkan beberapa efek negatif. Misalnya, koefisien ekspansi termal internal motor stepper pada setiap bagiannya berbeda, perubahan tegangan struktural, dan perubahan kecil pada celah udara internal akan memengaruhi respons dinamis motor stepper, sehingga pada kecepatan tinggi akan mudah kehilangan langkah. Contoh lain adalah beberapa kondisi tidak memungkinkan pembangkitan panas berlebih dari motor stepper, seperti perangkat medis dan peralatan uji presisi tinggi. Oleh karena itu, panas motor stepper perlu dikendalikan. Panas motor disebabkan oleh aspek-aspek ini.

1. Arus yang diatur oleh driver lebih besar daripada arus nominal motor.

2. Kecepatan motor terlalu cepat.

3. Motor itu sendiri memiliki inersia dan torsi pemosisian yang besar, sehingga bahkan operasi kecepatan menengah pun akan menghasilkan panas, tetapi tidak memengaruhi umur motor. Titik demagnetisasi motor berada pada suhu 130-200 ℃, sehingga suhu motor 70-90 ℃ adalah fenomena normal, selama di bawah 130 ℃ umumnya tidak masalah. Jika Anda benar-benar merasa terlalu panas, atur arus penggerak sekitar 70% dari arus motor nominal atau kurangi kecepatan motor.

Alasan ketiga.

Motor stepper, sebagai elemen penggerak digital, telah banyak digunakan dalam sistem kontrol gerak. Banyak pengguna dan teman-teman yang menggunakan motor stepper merasa bahwa motor tersebut menghasilkan panas yang besar saat bekerja, dan ragu apakah fenomena ini normal. Sebenarnya, panas adalah fenomena umum pada motor stepper, tetapi seberapa besar panas yang dianggap normal, dan bagaimana cara meminimalkan panas pada motor stepper?

 

Berikut ini kami lakukan beberapa klasifikasi sederhana, semoga dapat diterapkan dalam aplikasi praktis sebenarnya:

1 prinsip pemanasan motor

Kita biasanya melihat berbagai jenis motor, inti internal dan kumparan lilitan. Lilitan memiliki resistansi, saat diberi energi akan menghasilkan kerugian, besarnya kerugian berbanding lurus dengan resistansi dan kuadrat arus, yang sering disebut sebagai kerugian tembaga, jika arus bukan DC standar atau gelombang sinus, maka juga disebut kerugian harmonik; inti memiliki efek arus eddy histeresis, dalam medan magnet bolak-balik juga akan menghasilkan kerugian, besarnya tergantung pada material, arus, frekuensi, tegangan, yang disebut kerugian besi. Kerugian tembaga dan kerugian besi akan termanifestasi dalam bentuk panas, sehingga memengaruhi efisiensi motor. Motor stepper umumnya mengejar akurasi posisi dan keluaran torsi, efisiensinya relatif rendah, arusnya umumnya relatif besar, dan komponen harmoniknya tinggi, frekuensi perubahan arus juga bervariasi dengan kecepatan, sehingga motor stepper umumnya menghasilkan panas, dan situasinya lebih serius daripada motor AC umum.

2 motor stepper panas dalam kisaran yang wajar

Sejauh mana panas yang dihasilkan motor masih dapat diterima sangat bergantung pada tingkat isolasi internal motor. Isolasi internal hanya akan rusak pada suhu tinggi (di atas 130 derajat). Jadi, selama suhu internal tidak melebihi 130 derajat, motor tidak akan merusak ring, dan suhu permukaan akan berada di bawah 90 derajat pada titik tersebut. Oleh karena itu, suhu permukaan motor stepper 70-80 derajat adalah normal. Metode pengukuran suhu sederhana menggunakan termometer titik juga dapat digunakan untuk memperkirakan secara kasar: dapat disentuh dengan tangan selama lebih dari 1-2 detik, tidak lebih dari 60 derajat; hanya dapat disentuh dengan tangan, sekitar 70-80 derajat; beberapa tetes air menguap dengan cepat, lebih dari 90 derajat.

Pemanasan motor stepper 3 dengan perubahan kecepatan

Saat menggunakan teknologi penggerak arus konstan, pada motor stepper dalam kondisi statis dan kecepatan rendah, arus akan tetap konstan untuk mempertahankan output torsi yang konstan. Ketika kecepatan mencapai tingkat tertentu, potensial lawan internal motor meningkat, arus akan secara bertahap menurun, dan torsi juga akan menurun. Oleh karena itu, kondisi pemanasan akibat kehilangan tembaga akan bergantung pada kecepatan. Kondisi statis dan kecepatan rendah umumnya menghasilkan panas tinggi, sedangkan kecepatan tinggi menghasilkan panas rendah. Namun, perubahan kehilangan besi (walaupun proporsinya lebih kecil) tidak sama, dan panas total motor adalah jumlah dari keduanya, sehingga uraian di atas hanyalah situasi umum.

4 panas yang ditimbulkan oleh benturan

Meskipun panas motor umumnya tidak memengaruhi masa pakai motor, sebagian besar pelanggan tidak perlu memperhatikannya. Namun, jika terjadi secara serius, hal itu dapat menimbulkan dampak negatif. Misalnya, perbedaan koefisien ekspansi termal pada bagian internal motor menyebabkan perubahan tegangan struktural dan perubahan kecil pada celah udara internal, yang akan memengaruhi respons dinamis motor, sehingga pada kecepatan tinggi akan mudah kehilangan kecepatan. Contoh lain adalah bahwa beberapa kondisi tidak memungkinkan panas berlebih pada motor, seperti peralatan medis dan peralatan uji presisi tinggi. Oleh karena itu, panas yang dihasilkan motor harus dikendalikan sesuai kebutuhan.

 5. Cara mengurangi panas pada motor

Mengurangi pembangkitan panas berarti mengurangi kerugian tembaga dan kerugian besi. Mengurangi kerugian tembaga dilakukan dalam dua arah, yaitu mengurangi resistansi dan arus, yang membutuhkan pemilihan resistansi kecil dan arus nominal sekecil mungkin saat menggunakan motor. Motor dua fasa dapat digunakan secara seri tanpa paralel. Namun, hal ini sering bertentangan dengan persyaratan torsi dan kecepatan tinggi. Untuk motor yang dipilih, fungsi kontrol arus setengah otomatis dan fungsi offline dari drive harus dimanfaatkan sepenuhnya. Fungsi kontrol arus setengah otomatis mengurangi arus saat motor dalam keadaan diam, sedangkan fungsi offline hanya memutus arus. Selain itu, drive subdivisi, karena bentuk gelombang arus mendekati sinusoidal, harmoniknya lebih sedikit, sehingga pemanasan motor juga akan lebih rendah. Ada beberapa cara untuk mengurangi kerugian besi, dan tingkat tegangan berkaitan dengannya. Meskipun motor yang digerakkan oleh tegangan tinggi akan meningkatkan karakteristik kecepatan tinggi, hal itu juga meningkatkan pembangkitan panas. Oleh karena itu, harus dipilih tingkat tegangan drive yang sesuai, dengan mempertimbangkan kecepatan tinggi, kelancaran, panas, kebisingan, dan indikator lainnya.

Untuk semua jenis motor stepper, bagian dalamnya terdiri dari inti besi dan kumparan lilitan. Kumparan memiliki resistansi, ketika diberi energi akan menghasilkan kerugian, besarnya kerugian berbanding lurus dengan kuadrat resistansi dan arus, yang sering disebut sebagai kerugian tembaga, jika arusnya bukan DC standar atau gelombang sinus, maka juga akan terjadi kerugian harmonik; inti memiliki efek arus eddy histeresis, dalam medan magnet bolak-balik juga akan menghasilkan kerugian, besarnya tergantung pada material, arus, frekuensi, tegangan, yang disebut kerugian besi. Kerugian tembaga dan kerugian besi akan termanifestasi dalam bentuk panas, sehingga memengaruhi efisiensi motor. Motor stepper umumnya mengejar akurasi posisi dan keluaran torsi, efisiensinya relatif rendah, arusnya umumnya relatif besar, dan komponen harmoniknya tinggi, frekuensi perubahan arus juga bervariasi dengan kecepatan, dan dengan demikian motor stepper umumnya menghasilkan panas, dan situasinya lebih serius daripada motor AC umum.