Analyse des causes de surchauffe du moteur pas à pas

Première raison.

L’un des avantages les plus significatifs demoteurs pas à pasIl s'agit du contrôle précis réalisable dans un système en boucle ouverte. Ce contrôle signifie qu'aucune information de retour sur la position du rotor n'est requise.

Ce contrôle évite l'utilisation de capteurs et de dispositifs de rétroaction coûteux comme les codeurs optiques, car seules les impulsions d'entrée doivent être suivies pour connaître la position du rotor. Récemment, certains clients ont signalé à nos ingénieurs moteurs Shangshe que les moteurs pas à pas sont également sujets à des problèmes de surchauffe. Comment résoudre ce problème ? 

1, réduiremoteur pas à pasLa réduction de la chaleur vise à réduire les pertes de cuivre et de fer. Réduire les pertes de cuivre dans les deux sens, c'est-à-dire réduire le courant et le yin électrique, nécessite de choisir une faible résistance et un courant nominal aussi faible que possible pour le moteur. Un moteur pas à pas biphasé peut être utilisé en série plutôt qu'en parallèle, mais cela est souvent incompatible avec les exigences de couple et de vitesse élevée.

2, pour le moteur a été sélectionné, doit utiliser pleinement la fonction de contrôle automatique à demi-courant du variateur et la fonction hors ligne, la première réduit automatiquement le courant lorsque le moteur est au repos, la seconde coupe simplement le courant.

3. De plus, l'entraînement du moteur pas à pas subdivisé, en raison de la forme d'onde du courant proche de la sinusoïde, avec moins d'harmoniques, réduit l'échauffement du moteur. Il existe plusieurs moyens de réduire les pertes fer, notamment en fonction du niveau de tension. Un moteur à haute tension, bien qu'il améliore les caractéristiques de vitesse élevée, génère également une augmentation de la production de chaleur. 

4, doit choisir le niveau de tension du moteur d'entraînement approprié, en tenant compte de la bande haute, de la douceur et de la chaleur, du bruit et d'autres indicateurs.

Deuxième raison.

Bien que la chaleur des moteurs pas à pas n'affecte généralement pas leur durée de vie, elle n'est généralement pas nécessaire pour la plupart des utilisateurs. Cependant, elle peut avoir des effets négatifs importants. Des variations du coefficient de dilatation thermique interne de chaque composant, dues aux différentes contraintes structurelles et à de faibles variations de l'entrefer interne, affectent la réponse dynamique du moteur pas à pas. À haute vitesse, les moteurs pas à pas peuvent facilement perdre des pas. Par ailleurs, dans certaines situations, comme les dispositifs médicaux et les équipements de test de haute précision, la production excessive de chaleur est limitée. Par conséquent, la chaleur du moteur pas à pas doit être contrôlée. La chaleur du moteur est causée par ces facteurs.

1, le courant réglé par le pilote est supérieur au courant nominal du moteur

2, la vitesse du moteur est trop rapide

3. Le moteur lui-même présente une inertie et un couple de positionnement importants. Par conséquent, même à vitesse moyenne, il surchauffera, sans pour autant affecter sa durée de vie. Le point de démagnétisation du moteur se situe entre 130 et 200 °C, ce qui est normal à 70-90 °C. Tant que la température est inférieure à 130 °C, cela ne pose généralement pas de problème. En cas de surchauffe, le courant d'entraînement doit être réglé à environ 70 % du courant nominal du moteur ou de sa vitesse pour être réduit.

Troisième raison.

Le moteur pas à pas, comme élément d'actionnement numérique, est largement utilisé dans les systèmes de contrôle de mouvement. De nombreux utilisateurs de moteurs pas à pas estiment que leur fonctionnement génère une chaleur importante et s'interrogent sur la normalité de ce phénomène. En réalité, la chaleur est un phénomène courant avec les moteurs pas à pas, mais quel niveau de chaleur est considéré comme normal et comment la minimiser ?

 

Ce qui suit nous permet de faire une classification simple, espérons-le dans le cadre d'applications pratiques concrètes :.

1 principe de chauffage du moteur

On trouve généralement tous les types de moteurs, du noyau interne au bobinage. Le bobinage présente une résistance. Sous tension, il produit des pertes. L'amplitude de ces pertes, la résistance et le carré du courant sont proportionnels à ces pertes. On parle alors de pertes cuivre. Si le courant n'est pas continu standard ou sinusoïdal, il peut également s'agir de pertes harmoniques. Le noyau subit un effet de courant de Foucault par hystérésis. Dans un champ magnétique alternatif, des pertes sont également produites. La taille du matériau, le courant, la fréquence et la tension sont des facteurs appelés pertes fer. Ces pertes cuivre et fer se manifestent par un dégagement de chaleur, affectant ainsi le rendement du moteur. Les moteurs pas à pas recherchent généralement la précision de positionnement et le couple de sortie. Leur rendement est relativement faible, leur courant est généralement important et leurs harmoniques élevées. La fréquence d'alternance du courant varie également avec la vitesse. Par conséquent, ils produisent généralement de la chaleur, ce qui est plus problématique que pour les moteurs à courant alternatif classiques.

Plage de chaleur raisonnable pour 2 moteurs pas à pas

La quantité de chaleur générée par le moteur dépend en grande partie de son isolation interne. Celle-ci ne se dégrade qu'à des températures élevées (supérieures à 54 °C). Tant que la température interne ne dépasse pas 54 °C, le moteur n'endommagera pas la bague et la température de surface sera inférieure à 32 °C. Par conséquent, une température de surface de moteur pas à pas comprise entre 21 et 27 °C est normale. Un thermomètre à pointeau, une méthode simple de mesure de la température, permet de déterminer approximativement la température : avec la main, la température peut être atteinte pendant plus de 1 à 2 secondes, pas plus de 15 °C ; avec la main, la température peut être atteinte entre 21 et 27 °C ; quelques gouttes d'eau rapidement vaporisées dépassent 32 °C.

Chauffage par 3 moteurs pas à pas avec changement de vitesse

Lors de l'utilisation d'une technologie d'entraînement à courant constant, le moteur pas à pas, à vitesse statique et à basse vitesse, maintient un courant constant pour maintenir un couple de sortie constant. Lorsque la vitesse atteint un certain niveau, le contre-potentiel interne du moteur augmente, le courant diminue progressivement, tout comme le couple. Par conséquent, l'échauffement dû aux pertes de cuivre dépend de la vitesse. À vitesse statique et à basse vitesse, la chaleur est généralement élevée, tandis qu'à haute vitesse, elle est faible. Cependant, les pertes de fer (bien que plus faibles) ne varient pas de la même manière, et la chaleur totale du moteur est la somme des deux. Ce qui précède n'est donc qu'une situation générale.

4 chaleur provoquée par l'impact

Bien que la chaleur du moteur n'affecte généralement pas sa durée de vie, la plupart des utilisateurs n'y prêtent pas attention. Cependant, elle peut avoir des conséquences néfastes. Par exemple, les différents coefficients de dilatation thermique des composants internes du moteur entraînent des variations des contraintes structurelles et de légères variations de l'entrefer interne, ce qui affecte la réponse dynamique du moteur et peut facilement le ralentir à haute vitesse. Par ailleurs, certaines applications, comme les équipements médicaux et les équipements de test de haute précision, ne permettent pas une surchauffe du moteur. Par conséquent, la production de chaleur du moteur doit être contrôlée si nécessaire.

 5 Comment réduire la chaleur du moteur

Réduire la production de chaleur revient à réduire les pertes cuivre et fer. Réduire les pertes cuivre dans les deux sens, ainsi que la résistance et le courant, nécessite de choisir une faible résistance et un courant nominal aussi faible que possible pour un moteur (un moteur biphasé) fonctionnant en série sans moteur parallèle. Cependant, cela est souvent incompatible avec les exigences de couple et de vitesse élevée. Pour le moteur sélectionné, il est nécessaire d'exploiter pleinement les fonctions de contrôle automatique à demi-courant et de contrôle hors ligne du variateur : le premier réduit automatiquement le courant au repos, tandis que le second le coupe. De plus, avec un variateur subdivisé, la forme d'onde du courant étant proche de la sinusoïde et la présence d'harmoniques, l'échauffement du moteur est également réduit. Il existe plusieurs moyens de réduire les pertes fer, et le niveau de tension y est lié. Bien qu'un moteur alimenté par haute tension améliore les caractéristiques à haute vitesse, il entraîne également une augmentation de la production de chaleur. Il convient donc de choisir le niveau de tension du variateur approprié en tenant compte de la vitesse élevée, de la régularité de rotation, de la chaleur, du bruit et d'autres indicateurs.

Tous les types de moteurs pas à pas sont constitués d'un noyau de fer et d'une bobine. Le bobinage présente une résistance. Sous tension, des pertes sont générées. Celles-ci sont proportionnelles au carré de la résistance et du courant. On parle alors de « météorite de cuivre » si le courant n'est pas un courant continu standard ou sinusoïdal, mais plutôt des pertes harmoniques. Le noyau subit un effet de courant de Foucault par hystérésis. Dans un champ magnétique alternatif, des pertes sont également générées. La taille du matériau, le courant, la fréquence et la tension sont des facteurs appelés pertes de fer. Ces pertes se manifestent par un dégagement de chaleur, affectant ainsi le rendement du moteur. Les moteurs pas à pas recherchent généralement la précision de positionnement et le couple de sortie. Leur rendement est relativement faible, leur courant est généralement important et leurs composantes harmoniques élevées. La fréquence d'alternance du courant varie également avec la vitesse. Par conséquent, ils produisent généralement de la chaleur, ce qui est plus problématique que pour les moteurs à courant alternatif classiques.