Heit kartafla! „- Þetta gæti verið fyrsta snerting sem margir verkfræðingar, framleiðendur og nemendur hafa á ör-stigmótorum við villuleit verkefna. Það er afar algengt fyrirbæri að ör-stigmótorar myndi hita við notkun. En lykilatriðið er, hversu heitt er eðlilegt? Og hversu heitt gefur það til kynna vandamál?

Mikil upphitun dregur ekki aðeins úr skilvirkni mótorsins, togkrafti og nákvæmni, heldur flýtir hún einnig fyrir öldrun innri einangrunar til lengri tíma litið, sem að lokum leiðir til varanlegs tjóns á mótornum. Ef þú átt í erfiðleikum með hita frá ör-stigmótorum í 3D prentara, CNC vél eða vélmenni, þá er þessi grein fyrir þig. Við munum kafa djúpt í rót vandans við hita og veita þér 5 tafarlausnir fyrir kælingu.

1. hluti: Könnun á rót vandans – hvers vegna myndar örstigmótor hita?

Í fyrsta lagi er nauðsynlegt að skýra kjarnahugtak: upphitun örstigmótora er óhjákvæmileg og ekki er hægt að forðast hana alveg. Hitinn stafar aðallega af tveimur þáttum:

1. Járntap (kjarnatap): Stator mótorsins er úr stafluðum kísilstálplötum og víxlsegulsviðið myndar hvirfilstrauma og sveiflur í honum, sem veldur hitamyndun. Þessi hluti tapsins tengist hraða (tíðni) mótorsins og því hærri sem hraðinn er, því meira er járntapið venjulega.

2. Kopartap (tap á vindingarviðnámi): Þetta er aðal uppspretta varma og einnig hluti sem við getum einbeitt okkur að því að hámarka. Það fylgir lögmáli Joule: P=I² × R.

P (orka tap): Orkan breyttist beint í hita.

Ég (núverandi):Straumurinn sem fer í gegnum mótorvindinguna.

R (Viðnám):Innri viðnám mótorvindingarinnar.

Einfaldlega sagt er magn varma sem myndast í réttu hlutfalli við ferning straumsins. Þetta þýðir að jafnvel lítil aukning á straumi getur leitt til ferningsfaldrar hækkunar á varma. Næstum allar lausnir okkar snúast um hvernig hægt er að stjórna þessum straumi (I) á vísindalegan hátt.

2. hluti: Fimm helstu sökudólgar – Greining á sérstökum orsökum sem leiða til mikils hita

Þegar hitastig mótorsins er of hátt (eins og of heitt til að snerta, venjulega yfir 70-80°C), þá er það venjulega af einni eða fleiri af eftirfarandi ástæðum:

Fyrsta sökudólgurinn er að akstursstraumurinn er stilltur of hár

Þetta er algengasta og aðalviðmiðið. Til að fá meira afköst tog, snúa notendur oft straumstillimælinum á drifbúnaði (eins og A4988, TMC2208, TB6600) of mikið. Þetta leiddi beint til þess að vindstraumurinn (I) fór langt yfir nafngildi mótorsins og samkvæmt P=I² × R jókst hitinn verulega. Munið: aukning togsins kemur á kostnað hita.

Annar sökudólgur: Óviðeigandi spenna og akstursstilling

Of há spenna: Skrefmótorkerfið notar „stöðuga straumstýringu“ en hærri spenna þýðir að drifbúnaðurinn getur „ýtt“ straumnum inn í mótorvindinguna á hraðari hraða, sem er gagnlegt til að bæta afköst við mikinn hraða. Hins vegar, við lágan hraða eða í kyrrstöðu, getur of mikil spenna valdið því að straumurinn skerist of oft, sem eykur rofatap og veldur því að bæði drifbúnaðurinn og mótorinn hitna.

Ekki er notað örstig eða ófullnægjandi skipting:Í fullum skrefaham er straumbylgjuformið ferningsbylgja og straumurinn breytist verulega. Straumgildið í spólunni breytist skyndilega á milli 0 og hámarksgildisins, sem leiðir til mikillar togbylgju og hávaða og tiltölulega lítillar skilvirkni. Og örstigun jafnar straumbreytingarferilinn (um það bil sínusbylgju), dregur úr samhljómtapum og togbylgju, gengur betur og dregur venjulega úr meðalhitamyndun að vissu marki.

Þriðji sökudólgurinn: Ofhleðsla eða vélræn vandamál

Yfir álagsþyngd: Ef mótorinn starfar undir álagi sem er nálægt eða yfir haldsvægi sínu í langan tíma, mun drifbúnaðurinn halda áfram að veita mikinn straum til að vinna bug á viðnámi, sem leiðir til viðvarandi hás hitastigs.

Vélrænn núningur, rangstilling og klessa: Röng uppsetning tenginga, lélegar stýripinnar og aðskotahlutir í leiðarskrúfunni geta allt valdið auknu og óþarfa álagi á mótorinn, sem neyðir hann til að vinna meira og mynda meiri hita.

Fjórða sökudólgurinn: Óviðeigandi mótorval

Lítill hestur dregur stóran vagn. Ef verkefnið sjálft krefst mikils togkrafts og þú velur mótor sem er of lítill að stærð (eins og að nota NEMA 17 til að vinna NEMA 23 vinnu), þá getur hann aðeins starfað við ofhleðslu í langan tíma og mikil upphitun er óhjákvæmileg afleiðing.

Fimmti sökudólgurinn: Lélegt vinnuumhverfi og léleg skilyrði fyrir varmaleiðni

Hátt umhverfishitastig: Mótorinn starfar í lokuðu rými eða í umhverfi með öðrum hitagjöfum í nágrenninu (eins og 3D prentarabekkjum eða leysigeislahausum), sem dregur verulega úr skilvirkni hans í varmadreifingu.

Ónóg náttúruleg varmaflutningur: Mótorinn sjálfur er hitagjafi. Ef umhverfisloftið dreifist ekki getur hitinn ekki borist burt tímanlega, sem leiðir til uppsöfnunar hita og stöðugrar hækkunar á hitastigi.

3. hluti: Hagnýtar lausnir - 5 árangursríkar kælingaraðferðir fyrir örstigmótorinn þinn

Eftir að orsökin hefur verið fundin getum við ávísað réttu lyfinu. Vinsamlegast leitið úr bilunum og fínstillið í eftirfarandi röð:

Lausn 1: Stilltu akstursstrauminn nákvæmlega (árangursríkast, fyrsta skrefið)

Aðferð við notkun:Notið fjölmæli til að mæla viðmiðunarspennu straumsins (Vref) á drifbúnaðinum og reiknaðu samsvarandi straumgildi samkvæmt formúlunni (mismunandi formúlur fyrir mismunandi drifbúnaði). Stillið það á 70% -90% af málstraumi mótorsins. Til dæmis er hægt að stilla mótor með málstraum upp á 1,5A á milli 1,0A og 1,3A.

Af hverju er það áhrifaríkt: Það dregur beint úr I í varmaframleiðsluformúlunni og dregur úr varmatapi um ferhyrninginn. Þegar togkrafturinn er nægilegur er þetta hagkvæmasta kælingaraðferðin.

Lausn 2: Hámarka drifspennuna og virkja örstigun

Spenna drifsins: Veldu spennu sem passar við hraðaþarfir þínar. Fyrir flestar skrifborðsforrit er 24V-36V svið sem nær góðu jafnvægi milli afkasta og hitamyndunar. Forðastu að nota of háa spennu. 

Virkja örstigun með mikilli undirdeild: Stilltu drifið á hærri örstigsstillingu (eins og 16 eða 32 undirdeild). Þetta leiðir ekki aðeins til mýkri og hljóðlátari hreyfingar, heldur dregur einnig úr samhljóða tapi vegna sléttrar straumbylgjuforms, sem hjálpar til við að draga úr hitamyndun við meðal- og lághraða notkun.

Lausn 3: Uppsetning kælikerfis og loftkælingar (líkamleg varmadreifing)

Hitadreifingarfinnar: Fyrir flesta smærri skrefmótora (sérstaklega NEMA 17) er beinasta og hagkvæmasta aðferðin að festa eða klemma varmadreifingarrifja úr álblöndu á mótorhúsið. Kælisvelgurinn eykur varmadreifingaryfirborð mótorsins til muna og nýtir náttúrulega loftblástur til að fjarlægja hita.

Þvinguð loftkæling: Ef kælikerfið er enn ekki tilvalið, sérstaklega í lokuðum rýmum, þá er fullkomin lausn að bæta við litlum viftu (eins og 4010 eða 5015 viftu) fyrir loftkælingu. Loftstreymi getur fljótt leitt burt hita og kæliáhrifin eru afar mikil. Þetta er staðlað ferli í 3D prenturum og CNC vélum.

Lausn 4: Fínstilla drifstillingar (ítarlegar aðferðir)

Margar nútímalegar greindar drifvélar bjóða upp á háþróaða straumstýringarvirkni:

StealthShop II og SpreadCycle: Þegar þessi aðgerð er virk, mun akstursstraumurinn sjálfkrafa lækka niður í 50% eða jafnvel lægri en rekstrarstraumurinn þegar mótorinn er kyrrstæður í ákveðinn tíma. Þar sem mótorinn er í biðstöðu mestan hluta tímans getur þessi aðgerð dregið verulega úr stöðurafmagnshita.

Af hverju þetta virkar: Snjöll straumstjórnun, sem veitir nægilegt afl þegar þörf krefur, dregur úr sóun þegar þess er ekki þörf og sparar orku og kælingu beint frá upptökum.

Lausn 5: Athugaðu vélræna uppbyggingu og veldu upp á nýtt (grunnlausn)

Vélræn skoðun: Snúðu mótorásnum handvirkt (þegar slökkt er á honum) og finndu hvort hann sé sléttur. Athugið allt gírkassann til að tryggja að engin svæði séu stíf, núningur eða klessa. Slétt vélrænt kerfi getur dregið verulega úr álagi á mótorinn.

Endurval: Ef mótorinn er enn heitur og togið er rétt svo nóg eftir að allar ofangreindar aðferðir hafa verið prófaðar, þá er líklegt að mótorinn hafi verið valinn of lítill. Að skipta um mótor fyrir stærri mótor (eins og að uppfæra úr NEMA 17 í NEMA 23) eða með hærri straum, og leyfa honum að starfa innan þægindarammans, mun að sjálfsögðu leysa vandamálið með hitunina.

Fylgdu ferlinu til að rannsaka:

Ef þú ert með örstigmótor sem hitnar mikið geturðu leyst vandamálið kerfisbundið með því að fylgja eftirfarandi ferli:

Mótorinn ofhitnar verulega

Skref 1: Athugaðu hvort drifstraumurinn sé stilltur of hár?

Skref 2: Athugaðu hvort vélræna álagið sé of mikið eða hvort núningurinn sé mikill?

Skref 3: Setjið upp kælibúnað

Festu hitaklefa

Bæta við loftkælingu (lítill vifta)

Hefur hitastigið batnað?

Skref 4: Íhugaðu að endurvelja og skipta út fyrir stærri mótorgerð