İsti kartof! "- Bu, bir çox mühəndislərin, istehsalçıların və tələbələrin layihənin sazlanması zamanı mikro pilləli mühərriklərə ilk toxunuşu ola bilər. Mikro pilləli mühərriklərin əməliyyat zamanı istilik əmələ gətirməsi son dərəcə adi bir hadisədir. Amma əsas odur ki, nə qədər isti normaldır? Və nə qədər isti bir problem olduğunu göstərir?

Şiddətli isitmə nəinki motorun səmərəliliyini, fırlanma momentini və dəqiqliyini azaldır, həm də uzun müddətdə daxili izolyasiyanın yaşlanmasını sürətləndirir və nəticədə motorun daimi zədələnməsinə səbəb olur. 3D printerinizdə, CNC maşınınızda və ya robotunuzda mikro pilləli mühərriklərin istiliyi ilə mübarizə aparırsanız, bu məqalə sizin üçündür. Biz qızdırmanın əsas səbəblərini araşdıracağıq və sizə 5 dərhal soyutma həlli təqdim edəcəyik.

1-ci hissə: Kök səbəb kəşfiyyatı – niyə mikro pilləli mühərrik istilik yaradır?

Birincisi, əsas konsepsiyanı aydınlaşdırmaq lazımdır: mikro pilləli mühərriklərin istiləşməsi qaçılmazdır və tamamilə qarşısını almaq mümkün deyil. Onun istiliyi əsasən iki aspektdən gəlir:

1. Dəmir itkisi (əsas itkisi): Mühərrikin statoru yığılmış silikon polad təbəqələrdən hazırlanmışdır və dəyişən maqnit sahəsi onda burulğan cərəyanları və histerezis yaradacaq və istilik əmələ gəlməsinə səbəb olacaqdır. İtkin bu hissəsi motorun sürəti (tezliyi) ilə bağlıdır və sürət nə qədər yüksək olarsa, adətən dəmir itkisi bir o qədər çox olur.

2. Mis itkisi (dolama müqavimət itkisi): Bu, əsas istilik mənbəyidir və həmçinin optimallaşdırmağa diqqət yetirə biləcəyimiz hissədir. Bu, Joul qanununa uyğundur: P=I ² × R.

P (güc itkisi): Enerji birbaşa istiliyə çevrilir.

Mən (cari):Mühərrikin sarımından keçən cərəyan.

R (müqavimət):Motor sarımının daxili müqaviməti.

Sadəcə olaraq, yaranan istilik miqdarı cərəyanın kvadratına mütənasibdir. Bu o deməkdir ki, cərəyanın hətta kiçik bir artması istilikdə kvadrat qat artımına səbəb ola bilər. Demək olar ki, bütün həllərimiz bu cərəyanı (I) elmi şəkildə necə idarə etmək ətrafında fırlanır.

2-ci hissə: Beş əsas günahkar – Şiddətli qızdırmaya səbəb olan spesifik səbəblərin təhlili

Mühərrikin temperaturu çox yüksək olduqda (məsələn, toxunmaq üçün çox isti, adətən 70-80 ° C-dən çox), buna adətən aşağıdakı səbəblərdən biri və ya bir neçəsi səbəb olur:

Birinci günahkar sürücü cərəyanının çox yüksək təyin edilməsidir

Bu, ən ümumi və əsas yoxlama məntəqəsidir. Daha böyük çıxış fırlanma momenti əldə etmək üçün istifadəçilər tez-tez cari tənzimləyici potensiometri sürücülərə (məsələn, A4988, TMC2208, TB6600) həddən artıq çox çevirirlər. Bu, bilavasitə sarım cərəyanının (I) mühərrikin nominal dəyərini çox aşması ilə nəticələndi və P=I ² × R-ə görə istilik kəskin şəkildə artdı. Unutmayın: fırlanma anının artması istilik bahasına gəlir.

İkinci günahkar: Yanlış gərginlik və sürücülük rejimi

Təchizat gərginliyi çox yüksək: Step motor sistemi "sabit cərəyan sürücüsünü" qəbul edir, lakin daha yüksək təchizatı gərginliyi sürücünün cərəyanı daha sürətli mühərrik sarımına "itələyə" bilməsi deməkdir ki, bu da yüksək sürətli performansı yaxşılaşdırmaq üçün faydalıdır. Bununla belə, aşağı sürətlə və ya istirahətdə həddindən artıq gərginlik cərəyanın çox tez-tez kəsilməsinə, açar itkilərinin artmasına və həm sürücünün, həm də mühərrikin istiləşməsinə səbəb ola bilər.

Mikro addımdan istifadə etməmək və ya qeyri-kafi bölmə:Tam addım rejimində cari dalğa forması kvadrat dalğadır və cərəyan kəskin şəkildə dəyişir. Bobindəki cari dəyər birdən 0 ilə maksimum dəyər arasında dəyişir, nəticədə böyük fırlanma momenti dalğalanması və səs-küy və nisbətən aşağı səmərəlilik yaranır. Mikro addımlar isə cari dəyişmə əyrisini hamarlaşdırır (təxminən sinus dalğası), harmonik itkiləri və fırlanma momentinin dalğalanmasını azaldır, daha rəvan işləyir və adətən orta istilik istehsalını müəyyən dərəcədə azaldır.

Üçüncü günahkar: Həddindən artıq yükləmə və ya mexaniki problemlər

Nominal yükü aşan: Mühərrik uzun müddət saxlama momentinə yaxın və ya ondan artıq yük altında işləyirsə, müqaviməti aradan qaldırmaq üçün sürücü yüksək cərəyan təmin etməyə davam edəcək və nəticədə davamlı yüksək temperatur olacaq.

Mexanik sürtünmə, yanlış hizalanma və tıxanma: Muftaların düzgün qurulmaması, zəif istiqamətləndirici relslər və aparıcı vintdə yad obyektlərin olması mühərrikə əlavə və lazımsız yüklərin düşməsinə səbəb ola bilər, bu da mühərriki daha çox işləməyə və daha çox istilik əmələ gətirməyə məcbur edir.

Dördüncü günahkar: Yanlış motor seçimi

Böyük arabanı çəkən kiçik bir at. Əgər layihənin özü böyük bir fırlanma momenti tələb edirsə və siz çox kiçik ölçülü mühərriki seçirsinizsə (məsələn, NEMA 23 işini yerinə yetirmək üçün NEMA 17-dən istifadə etməklə), o zaman o, yalnız uzun müddət həddindən artıq yük altında işləyə bilər və şiddətli istilik qaçılmaz nəticədir.

Beşinci günahkar: Zəif iş mühiti və zəif istilik yayılması şəraiti

Yüksək ətraf temperaturu: Mühərrik qapalı məkanda və ya yaxınlıqdakı digər istilik mənbələrinin (məsələn, 3D printer çarpayıları və ya lazer başlıqları) olduğu mühitdə işləyir, bu da onun istilik yayılmasının səmərəliliyini xeyli azaldır.

Qeyri-kafi təbii konveksiya: Motor özü istilik mənbəyidir. Ətrafdakı hava sirkulyasiya etmirsə, istilik vaxtında aparıla bilməz, istilik yığılmasına və davamlı temperatur yüksəlməsinə səbəb olur.

Hissə 3: Praktiki Həlllər - Mikro Step Motorunuz üçün 5 Effektiv Soyutma Metodları

Səbəbini müəyyən etdikdən sonra düzgün dərmanı təyin edə bilərik. Lütfən, aşağıdakı ardıcıllıqla problemləri həll edin və optimallaşdırın:

Həll yolu 1: Sürət cərəyanını dəqiq təyin edin (ən effektiv, ilk addım)

Əməliyyat üsulu:Sürücüdə cari istinad gərginliyini (Vref) ölçmək üçün multimetrdən istifadə edin və düstura uyğun olaraq müvafiq cərəyan dəyərini hesablayın (müxtəlif sürücülər üçün müxtəlif düsturlar). Mühərrikin nominal faza cərəyanının 70%-90%-nə təyin edin. Məsələn, nominal cərəyanı 1,5A olan bir mühərrik 1,0A ilə 1,3A arasında müəyyən edilə bilər.

Niyə təsirlidir: İstilik əmələ gəlməsi düsturunda birbaşa I azaldır və istilik itkisini kvadrat dəfə azaldır. Dönmə momenti kifayət qədər olduqda, bu, ən sərfəli soyutma üsuludur.

Həll yolu 2: Sürmə gərginliyini optimallaşdırın və mikro addımları aktivləşdirin

Sürücü gərginliyi: Sürət tələblərinizə uyğun bir gərginlik seçin. Əksər masaüstü proqramlar üçün 24V-36V performans və istilik istehsalı arasında yaxşı tarazlıq yaradan diapazondur. Həddindən artıq yüksək gərginlikdən istifadə etməyin 

Yüksək bölmə mikro addımını aktivləşdirin: Sürücüyü daha yüksək mikro addım rejiminə qoyun (məsələn, 16 və ya 32 bölmə). Bu, nəinki daha hamar və sakit hərəkət gətirir, həm də orta və aşağı sürətli əməliyyat zamanı istilik əmələ gəlməsini azaltmağa kömək edən hamar cərəyan dalğa forması sayəsində harmonik itkiləri azaldır.

Həll 3: İstilik qəbuledicilərinin quraşdırılması və məcburi hava soyutması (fiziki istilik yayılması)

İstilik yayma qanadları: Əksər miniatür pilləli mühərriklər üçün (xüsusilə NEMA 17) alüminium ərintisi istilik yayma qanadlarının mühərrik korpusuna yapışdırılması və ya sıxılması ən birbaşa və qənaətcil üsuldur. İstilik qəbuledicisi, istiliyi aradan qaldırmaq üçün havanın təbii konveksiyasından istifadə edərək, mühərrikin istilik yayma səthinin sahəsini xeyli artırır.

Məcburi hava soyutma: Əgər soyuducu effekt hələ də ideal deyilsə, xüsusən də qapalı məkanlarda, məcburi hava soyutma üçün kiçik bir fan (məsələn, 4010 və ya 5015 fan) əlavə etmək son həll yoludur. Hava axını tez bir zamanda istiliyi daşıya bilər və soyutma təsiri olduqca əhəmiyyətlidir. Bu, 3D printerlərdə və CNC maşınlarında standart təcrübədir.

Həll 4: Disk Parametrlərini Optimallaşdırın (Qabaqcıl Texnikalar)

Bir çox müasir ağıllı sürücülər qabaqcıl cari idarəetmə funksiyasını təklif edir:

StealthShop II & SpreadCycle: Bu funksiya işə salındıqda, mühərrik müəyyən müddət dayandıqda, sürücülük cərəyanı avtomatik olaraq iş cərəyanının 50%-nə və ya daha da aşağı düşəcək. Mühərrikin çox vaxt saxlama vəziyyətində olması səbəbindən bu funksiya statik istiliyi əhəmiyyətli dərəcədə azalda bilər.

Niyə işləyir: Cərəyanın ağıllı idarə edilməsi, lazım olduqda kifayət qədər gücün təmin edilməsi, lazım olmadıqda tullantıların azaldılması, enerjiyə və mənbədən soyumağa birbaşa qənaət.

Həll 5: Mexanik quruluşu yoxlayın və yenidən seçin (əsas həll)

Mexanik yoxlama: Mühərrik şaftını əl ilə fırladın (sönmüş vəziyyətdə) və hamar olub olmadığını hiss edin. Sıxlıq, sürtünmə və ya tıxanma sahələrinin olmadığından əmin olmaq üçün bütün ötürmə sistemini yoxlayın. Hamar mexaniki sistem motorun yükünü xeyli azalda bilər.

Yenidən seçim: Əgər yuxarıda göstərilən bütün üsulları sınadıqdan sonra mühərrik hələ də istidirsə və fırlanma anı demək olar ki, kifayət deyilsə, çox güman ki, motor çox kiçik seçilmişdir. Mühərrikin daha böyük spesifikasiya ilə (məsələn, NEMA 17-dən NEMA 23-ə yüksəldilməsi) və ya daha yüksək nominal cərəyanla dəyişdirilməsi və onun rahatlıq zonasında işləməsinə icazə verilməsi təbii olaraq istilik problemini əsaslı şəkildə həll edəcəkdir.

Araşdırmaq üçün prosesi izləyin:

Şiddətli isitmə ilə mikro pilləli mühərriklə qarşılaşaraq, aşağıdakı prosesi izləməklə problemi sistematik şəkildə həll edə bilərsiniz:

Motor ciddi şəkildə qızır

Addım 1: Sürücü cərəyanının çox yüksək olub olmadığını yoxlayın?

Addım 2: Mexanik yükün çox ağır və ya sürtünmənin yüksək olub olmadığını yoxlayın?

Addım 3: Fiziki soyutma cihazlarını quraşdırın

Bir istilik qurğusu əlavə edin

Məcburi hava soyutma əlavə edin (kiçik fan)

Temperatur yaxşılaşıb?

Addım 4: Yenidən seçməyi və daha böyük motor modeli ilə əvəz etməyi düşünün