Issiq kartoshka! "- Bu ko'plab muhandislar, ishlab chiqaruvchilar va talabalar loyihani tuzatish paytida mikro step motorlariga birinchi teginish bo'lishi mumkin. Mikro step motorlar ish paytida issiqlik hosil qilishi juda keng tarqalgan hodisa. Lekin asosiysi shundaki, qanchalik issiq? Va bu qanchalik issiq muammo borligini ko'rsatadi?

Kuchli isitish nafaqat vosita samaradorligini, momentini va aniqligini pasaytiradi, balki uzoq muddatda ichki izolyatsiyaning qarishini tezlashtiradi, natijada motorning doimiy shikastlanishiga olib keladi. Agar siz 3D printer, CNC mashinasi yoki robotingizda mikro step motorlarining issiqligi bilan kurashayotgan bo'lsangiz, unda ushbu maqola siz uchun. Biz isitmaning asosiy sabablarini o'rganamiz va sizga 5 ta zudlik bilan sovutish yechimini taqdim etamiz.

1-qism: Ildiz sababini o'rganish - nima uchun mikro step motor issiqlik hosil qiladi?

Birinchidan, asosiy tushunchani aniqlashtirish kerak: mikro step motorlarining isishi muqarrar va uni butunlay oldini olish mumkin emas. Uning issiqligi asosan ikki jihatdan kelib chiqadi:

1. Temir yo'qotish (asosiy yo'qotish): Dvigatelning statori to'plangan kremniy po'lat plitalardan yasalgan va o'zgaruvchan magnit maydon undagi girdab oqimlari va histerezisni keltirib chiqaradi, bu esa issiqlik hosil bo'lishiga olib keladi. Yo'qotishning bu qismi vosita tezligi (chastotasi) bilan bog'liq va tezlik qanchalik yuqori bo'lsa, odatda temir yo'qotilishi shunchalik katta bo'ladi.

2. Mis yo'qolishi (o'rash qarshiligining yo'qolishi): Bu issiqlikning asosiy manbai, shuningdek, biz optimallashtirishga e'tibor qaratishimiz mumkin bo'lgan qismdir. Bu Joul qonuniga amal qiladi: P=I ² × R.

P (quvvat yo'qolishi): Quvvat to'g'ridan-to'g'ri issiqlikka aylanadi.

Men (hozirgi):Dvigatel sargisi orqali oqadigan oqim.

R (qarshilik):Dvigatel o'rashining ichki qarshiligi.

Oddiy qilib aytganda, hosil bo'lgan issiqlik miqdori oqimning kvadratiga proportsionaldir. Bu shuni anglatadiki, oqimning kichik o'sishi ham issiqlikning kvadrat barobar ko'tarilishiga olib kelishi mumkin. Deyarli barcha yechimlarimiz ushbu oqimni (I) ilmiy jihatdan qanday boshqarish kerakligi bilan bog'liq.

2-qism: Beshta asosiy aybdor - Og'ir isitmaga olib keladigan aniq sabablarni tahlil qilish

Dvigatel harorati juda yuqori bo'lsa (masalan, teginish uchun juda issiq, odatda 70-80 ° C dan yuqori), odatda quyidagi sabablardan biri yoki bir nechtasi sabab bo'ladi:

Birinchi aybdor - bu haydash oqimi juda yuqori o'rnatilgan

Bu eng keng tarqalgan va asosiy nazorat punkti. Kattaroq chiqish momentini olish uchun foydalanuvchilar ko'pincha drayverlarga (masalan, A4988, TMC2208, TB6600) joriy tartibga soluvchi potansiyometrni haddan tashqari ko'p aylantiradilar. Bu to'g'ridan-to'g'ri o'rash oqimining (I) dvigatelning nominal qiymatidan ancha oshib ketishiga olib keldi va P = I ² × R ga ko'ra, issiqlik keskin oshdi. Esingizda bo'lsin: momentning oshishi issiqlik narxiga to'g'ri keladi.

Ikkinchi aybdor: noto'g'ri kuchlanish va haydash rejimi

Ta'minot kuchlanishi juda yuqori: Bosqichli vosita tizimi "doimiy oqim haydovchi" ni qabul qiladi, lekin yuqori kuchlanish kuchlanishi haydovchi oqimni vosita sargisiga tezroq tezlikda "itarishi" mumkinligini anglatadi, bu esa yuqori tezlikda ishlashni yaxshilash uchun foydalidir. Biroq, past tezlikda yoki dam olishda haddan tashqari kuchlanish oqimning tez-tez kesilishiga olib kelishi mumkin, bu esa kalit yo'qotishlarini oshiradi va haydovchi va dvigatelning qizib ketishiga olib keladi.

Mikro qadamni ishlatmaslik yoki bo'linishning etarli emasligi:To'liq qadam rejimida joriy to'lqin shakli kvadrat to'lqin bo'lib, oqim keskin o'zgaradi. Bobindagi joriy qiymat to'satdan 0 va maksimal qiymat o'rtasida o'zgaradi, buning natijasida katta moment dalgalanma va shovqin va nisbatan past samaradorlik paydo bo'ladi. Va mikro qadam joriy o'zgarish egri chizig'ini (taxminan sinus to'lqini) tekislaydi, harmonik yo'qotishlarni va moment to'lqinini kamaytiradi, yanada silliq ishlaydi va odatda o'rtacha issiqlik ishlab chiqarishni ma'lum darajada kamaytiradi.

Uchinchi aybdor: ortiqcha yuk yoki mexanik muammolar

Nominal yuk: Dvigatel uzoq vaqt davomida ushlab turish momentiga yaqin yoki undan yuqori yuk ostida ishlasa, qarshilikni bartaraf etish uchun haydovchi yuqori oqimni ta'minlashda davom etadi, bu esa barqaror yuqori haroratga olib keladi.

Mexanik ishqalanish, noto'g'ri hizalama va tiqilib qolish: Muftalarning noto'g'ri o'rnatilishi, noto'g'ri yo'naltiruvchi relslar va qo'rg'oshin vintidagi begona narsalarning barchasi dvigatelga qo'shimcha va keraksiz yuklarni keltirib chiqaradi, bu esa uni ko'proq ishlashga va ko'proq issiqlik hosil qilishga majbur qiladi.

To'rtinchi aybdor: noto'g'ri vosita tanlash

Katta aravani tortayotgan kichik ot. Agar loyihaning o'zi katta momentni talab qilsa va siz o'lchami juda kichik bo'lgan dvigatelni tanlasangiz (masalan, NEMA 23 ishini bajarish uchun NEMA 17 dan foydalanish), u holda u uzoq vaqt davomida faqat ortiqcha yuk ostida ishlashi mumkin va kuchli isitish muqarrar natijadir.

Beshinchi aybdor: yomon ish muhiti va yomon issiqlik tarqalishi sharoitlari

Yuqori muhit harorati: Dvigatel yopiq xonada yoki yaqin atrofdagi boshqa issiqlik manbalari (masalan, 3D printer yotoqlari yoki lazer boshlari) bo'lgan muhitda ishlaydi, bu uning issiqlik tarqalish samaradorligini sezilarli darajada kamaytiradi.

Tabiiy konvektsiyaning etarli emasligi: Dvigatelning o'zi issiqlik manbai hisoblanadi. Atrofdagi havo aylanmasa, issiqlik o'z vaqtida olib tashlanishi mumkin emas, bu issiqlik to'planishiga va doimiy haroratning oshishiga olib keladi.

3-qism: Amaliy yechimlar - Mikro step motoringiz uchun 5 ta samarali sovutish usuli

Buning sababini aniqlagandan so'ng, biz to'g'ri dori-darmonlarni buyurishimiz mumkin. Muammoni bartaraf qiling va quyidagi tartibda optimallashtiring:

Yechim 1: Haydash oqimini to'g'ri sozlang (eng samarali, birinchi qadam)

Operatsion usuli:Drayvdagi joriy mos yozuvlar kuchlanishini (Vref) o'lchash uchun multimetrdan foydalaning va formula bo'yicha mos keladigan oqim qiymatini hisoblang (turli drayverlar uchun turli formulalar). Uni dvigatelning nominal faza oqimining 70% -90% gacha o'rnating. Misol uchun, nominal oqimi 1,5A bo'lgan vosita 1,0A dan 1,3A gacha o'rnatilishi mumkin.

Nima uchun samarali: Bu issiqlik hosil qilish formulasida to'g'ridan-to'g'ri I ni kamaytiradi va issiqlik yo'qotilishini kvadrat marta kamaytiradi. Moment etarli bo'lganda, bu eng tejamkor sovutish usuli hisoblanadi.

Yechim 2: Haydash kuchlanishini optimallashtiring va mikro qadamni yoqing

Drayv kuchlanishi: Tezlik talablariga mos keladigan kuchlanishni tanlang. Ko'pgina ish stoli ilovalari uchun 24V-36V ishlash va issiqlik ishlab chiqarish o'rtasida yaxshi muvozanatni saqlaydigan diapazondir. Haddan tashqari yuqori kuchlanishdan foydalanishdan saqlaning 

Yuqori bo'linmali mikro qadamni yoqish: Drayvni yuqoriroq mikro qadam rejimiga o'rnating (masalan, 16 yoki 32 bo'linma). Bu nafaqat silliqroq va sokinroq harakatga olib keladi, balki o'rta va past tezlikda ishlashda issiqlik hosil bo'lishini kamaytirishga yordam beradigan silliq oqim to'lqin shakli tufayli garmonik yo'qotishlarni kamaytiradi.

Yechim 3: Issiqlik moslamalarini o'rnatish va havoni majburiy sovutish (jismoniy issiqlik tarqalishi)

Issiqlik tarqalish qanotlari: Ko'pgina miniatyura step motorlari uchun (ayniqsa NEMA 17) alyuminiy qotishma issiqlik tarqalish qanotlarini dvigatel korpusiga yopishtirish yoki mahkamlash eng to'g'ridan-to'g'ri va tejamkor usuldir. Issiqlik moslamasi issiqlikni olib tashlash uchun havoning tabiiy konvektsiyasidan foydalangan holda dvigatelning issiqlik tarqalish yuzasini sezilarli darajada oshiradi.

Majburiy havo sovutish: Agar issiqlik qabul qiluvchi effekt hali ham ideal bo'lmasa, ayniqsa yopiq joylarda, majburiy havo sovutish uchun kichik fan (masalan, 4010 yoki 5015 fan) qo'shilishi yakuniy yechimdir. Havo oqimi issiqlikni tezda olib ketishi mumkin va sovutish effekti juda muhim. Bu 3D printerlar va CNC mashinalarida standart amaliyotdir.

Yechim 4: Disk sozlamalarini optimallashtirish (Kengaytirilgan Texnikalar)

Ko'pgina zamonaviy aqlli drayvlar joriy boshqaruvning ilg'or funksiyalarini taklif qiladi:

StealthShop II & SpreadCycle: Ushbu xususiyat yoqilgan bo'lsa, vosita ma'lum vaqt davomida harakatsiz bo'lsa, harakat oqimi avtomatik ravishda ish oqimining 50% ga yoki undan ham pastroq bo'ladi. Dvigatel ko'pincha ushlab turish holatida bo'lganligi sababli, bu funksiya statik isitishni sezilarli darajada kamaytirishi mumkin.

Nima uchun u ishlaydi: Oqimni aqlli boshqarish, kerak bo'lganda etarli quvvatni ta'minlash, kerak bo'lmaganda chiqindilarni kamaytirish va manbadan energiya va sovutishni to'g'ridan-to'g'ri tejash.

Yechim 5: Mexanik tuzilmani tekshiring va qayta tanlang (asosiy yechim)

Mexanik tekshiruv: Dvigatel milini qo'lda aylantiring (o'chirilgan holatda) va uning silliqligini his qiling. Siqilish, ishqalanish yoki tiqilib qolish joylari yo'qligiga ishonch hosil qilish uchun butun uzatish tizimini tekshiring. Yumshoq mexanik tizim dvigateldagi yukni sezilarli darajada kamaytirishi mumkin.

Qayta tanlash: Agar yuqoridagi barcha usullarni sinab ko'rganingizdan so'ng, vosita hali ham issiq bo'lsa va moment deyarli etarli bo'lmasa, unda vosita juda kichik tanlangan bo'lishi mumkin. Dvigatelni kattaroq spetsifikatsiyaga (masalan, NEMA 17 dan NEMA 23 ga oshirish) yoki undan yuqori nominal oqimga almashtirish va uning qulaylik zonasida ishlashiga ruxsat berish, tabiiy ravishda isitish muammosini tubdan hal qiladi.

Tekshirish uchun jarayonni bajaring:

Jiddiy isitiladigan mikro step motoriga duch kelsangiz, siz quyidagi jarayonni bajarish orqali muammoni muntazam ravishda hal qilishingiz mumkin:

Dvigatel juda qizib ketmoqda

1-qadam: Drayv oqimi juda yuqori o'rnatilganligini tekshiring?

2-qadam: Mexanik yuk juda og'ir yoki ishqalanish yuqori ekanligini tekshiring?

3-qadam: Jismoniy sovutish moslamalarini o'rnating

Issiqlik moslamasini ulang

Majburiy havo sovutish (kichik fan) qo'shing

Harorat yaxshilandimi?

4-qadam: Qayta tanlash va kattaroq motor modeli bilan almashtirishni ko'rib chiqing