Principe de génération de chaleur demoteur pas à pas.
1, on voit généralement toutes sortes de moteurs, l'intérieur est un noyau en fer et une bobine d'enroulement.L'enroulement présente une résistance. Sous tension, il produit des pertes. Leur ampleur est proportionnelle au carré de la résistance et du courant. On parle alors de pertes cuivre. Si le courant n'est pas un courant continu standard ou sinusoïdal, des pertes harmoniques sont également produites. Le noyau subit un effet de courant de Foucault hystérésis. Dans un champ magnétique alternatif, des pertes sont également produites. Leur taille, leur matériau, leur courant, leur fréquence et leur tension sont des pertes 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 grave que pour les moteurs à courant alternatif classiques.
2, la gamme raisonnable demoteur pas à paschaleur.
La capacité du moteur à chauffer dépend principalement de son niveau d'isolation interne. L'isolation interne résiste à des températures élevées (130 °C ou plus) avant d'être détruite. Ainsi, tant que la température interne ne dépasse pas 130 °C, le moteur ne perdra pas sa bague et la température de surface sera alors inférieure à 90 °C.
Par conséquent, une température de surface du moteur pas à pas comprise entre 21 et 27 °C est normale. Un thermomètre à point simple permet de déterminer approximativement la température : si vous touchez la surface avec la main pendant plus de 1 à 2 secondes, la température ne dépasse pas 15 °C ; si vous ne touchez que la surface, la température est d'environ 21 à 27 °C ; si quelques gouttes d'eau s'évaporent rapidement, la température dépasse 32 °C.
3, moteur pas à paschauffage avec changements de vitesse.
Avec la technologie d'entraînement à courant constant, les moteurs pas à pas à vitesse statique et basse maintiennent le 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. Les régimes statique et faible génèrent généralement une chaleur élevée, tandis que les régimes élevés génèrent une chaleur faible. Cependant, les pertes de fer (bien que plus faibles) ne varient pas de la même manière, et la chaleur globale du moteur est la somme des deux. Ce qui précède n'est donc qu'une situation générale.
4, l'impact de la chaleur.
Bien que la surchauffe 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 entraîner des pertes de couple à haute vitesse. Par ailleurs, dans certains cas, une surchauffe excessive du moteur est déconseillée, notamment dans les équipements médicaux et les équipements de test de haute précision. Il est donc essentiel de contrôler la surchauffe du moteur.
5, comment réduire la chaleur du moteur.
Réduire la production de chaleur revient à réduire les pertes de cuivre et de fer. Réduire les pertes de cuivre dans les deux sens, ainsi que la résistance et le courant, nécessite de choisir un moteur à faible résistance et à faible courant nominal. Un moteur biphasé peut être utilisé 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 lorsque le moteur est à l'arrêt, tandis que le second le coupe.
De plus, grâce à la subdivision, la forme d'onde du courant étant proche de la sinusoïde et contenant moins d'harmoniques, l'échauffement du moteur sera également moindre. Il existe peu de moyens de réduire les pertes fer, et le niveau de tension y est lié. Bien qu'un moteur entraîné par une tension élevée améliore les caractéristiques à haute vitesse, il génère également davantage de chaleur. Il est donc important de choisir le niveau de tension d'entraînement approprié, en tenant compte de la vitesse élevée, de la régularité de rotation, de la chaleur produite, du bruit et d'autres indicateurs.
Techniques de contrôle des processus d'accélération et de décélération des moteurs pas à pas.
Avec la généralisation des moteurs pas à pas, l'étude de leur commande se développe. Au démarrage ou à l'accélération, si l'impulsion pas à pas change trop rapidement, le rotor, par inertie, ne suit pas les variations du signal électrique, ce qui entraîne un blocage ou une perte de pas. À l'arrêt ou à la décélération, pour la même raison, un dépassement de pas peut se produire. Afin d'éviter ce blocage, cette perte de pas et ce dépassement, et d'améliorer la fréquence de fonctionnement, le moteur pas à pas doit être régulé en vitesse.
La vitesse d'un moteur pas à pas dépend de la fréquence d'impulsion, du nombre de dents du rotor et du nombre de battements. Sa vitesse angulaire est proportionnelle à la fréquence d'impulsion et synchronisée avec celle-ci. Ainsi, si le nombre de dents du rotor et le nombre de battements sont déterminés, la vitesse souhaitée peut être obtenue en contrôlant la fréquence d'impulsion. Le moteur pas à pas étant démarré grâce à son couple synchrone, la fréquence de démarrage est faible afin de ne pas perdre de pas. Plus la puissance augmente, plus le diamètre du rotor augmente, plus l'inertie augmente, et la fréquence de démarrage et la fréquence de fonctionnement maximale peuvent différer jusqu'à dix fois.
Les caractéristiques de fréquence de démarrage du moteur pas à pas permettent d'atteindre directement la fréquence de fonctionnement au démarrage, mais de démarrer progressivement à partir d'une faible vitesse jusqu'à la vitesse de fonctionnement. À l'arrêt, lorsque la fréquence de fonctionnement ne peut pas être immédiatement réduite à zéro, la vitesse est réduite progressivement jusqu'à zéro à grande vitesse.
Le couple de sortie du moteur pas à pas diminue avec l'augmentation de la fréquence d'impulsion. Plus la fréquence de démarrage est élevée, plus le couple de démarrage est faible, et moins la charge est entraînée. Le démarrage entraîne une perte de pas et l'arrêt survient en cas de dépassement. Pour que le moteur pas à pas atteigne rapidement la vitesse requise sans perte de pas ni dépassement, il est essentiel d'optimiser l'accélération et le couple d'accélération requis pour exploiter pleinement le couple fourni par le moteur pas à pas à chaque fréquence de fonctionnement, sans dépasser ce couple. Par conséquent, le fonctionnement du moteur pas à pas doit généralement passer par trois phases : accélération, vitesse constante et décélération. Les temps d'accélération et de décélération doivent être aussi courts que possible et le temps de vitesse constante aussi long que possible. En particulier pour les travaux nécessitant une réactivité rapide, le temps de fonctionnement doit être le plus court possible entre le point de départ et la fin. L'accélération et la décélération doivent être les plus courtes possibles, tout en maintenant une vitesse constante.
Les scientifiques et les techniciens nationaux et étrangers ont mené de nombreuses recherches sur la technologie de contrôle de vitesse des moteurs pas à pas et ont établi divers modèles mathématiques de contrôle d'accélération et de décélération, tels que le modèle exponentiel, le modèle linéaire, etc., et sur la base de cette conception et du développement d'une variété de circuits de contrôle pour améliorer les caractéristiques de mouvement des moteurs pas à pas, pour promouvoir la gamme d'application des moteurs pas à pas, l'accélération et la décélération exponentielles prennent en compte les caractéristiques inhérentes moment-fréquence des moteurs pas à pas, à la fois pour garantir que le moteur pas à pas en mouvement sans perdre de pas, mais aussi donner pleinement jeu aux caractéristiques inhérentes du moteur, raccourcir le temps de vitesse de levage, mais en raison des changements de charge du moteur, il est difficile d'atteindre tandis que l'accélération et la décélération linéaires ne considèrent que le moteur dans la plage de capacité de charge de la vitesse angulaire et de l'impulsion proportionnelle à cette relation, et non en raison des fluctuations de la tension d'alimentation, de l'environnement de charge et des caractéristiques du changement, cette méthode d'accélération de l'accélération est constante, l'inconvénient est qu'elle ne prend pas pleinement en compte le couple de sortie du moteur pas à pas Avec les caractéristiques de changement de vitesse, moteur pas à pas à grande vitesse se produira en décalage.
Il s'agit d'une introduction au principe de chauffage et à la technologie de contrôle du processus d'accélération/décélération des moteurs pas à pas.
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Date de publication : 27 avril 2023