Viazi moto! "- Huenda huu ukawa mguso wa kwanza ambao wahandisi wengi, waundaji, na wanafunzi huwa nao kwenye injini ndogo za stepper wakati wa utatuzi wa mradi. Ni jambo la kawaida sana kwa motors ndogo za stepper kutoa joto wakati wa operesheni. Lakini muhimu ni, joto ni la kawaida kiasi gani? Na linaonyesha shida gani?

Kupokanzwa kali sio tu kupunguza ufanisi wa motor, torque, na usahihi, lakini pia huharakisha kuzeeka kwa insulation ya ndani kwa muda mrefu, na hatimaye kusababisha uharibifu wa kudumu kwa motor. Ikiwa unatatizika na joto la injini ndogo za stepper kwenye kichapishi chako cha 3D, mashine ya CNC, au roboti, basi makala haya ni kwa ajili yako. Tutachunguza sababu kuu za homa na kukupa suluhisho 5 za haraka za baridi.

Sehemu ya 1: Uchunguzi wa sababu ya mizizi - kwa nini motor ndogo ya stepper hutoa joto?

Kwanza, ni muhimu kufafanua dhana ya msingi: inapokanzwa kwa motors ndogo ya stepper haiwezi kuepukika na haiwezi kuepukwa kabisa. Joto lake hasa linatokana na vipengele viwili:

1. Upotezaji wa chuma (upotezaji wa msingi): Stator ya motor imeundwa na karatasi za chuma za silicon zilizopangwa, na uwanja wa magnetic unaobadilishana utazalisha mikondo ya eddy na hysteresis ndani yake, na kusababisha uzalishaji wa joto. Sehemu hii ya hasara inahusiana na kasi ya motor (frequency), na kasi ya juu, hasara kubwa ya chuma ni kawaida.

2. Upotezaji wa shaba (kupoteza upinzani wa vilima): Hiki ndicho chanzo kikuu cha joto na pia sehemu ambayo tunaweza kuzingatia uboreshaji. Inafuata sheria ya Joule: P=I ² × R.

P (kupoteza nguvu): Nguvu ilibadilishwa moja kwa moja kuwa joto.

Mimi (sasa):Ya sasa inapita kupitia vilima vya motor.

R (Upinzani):Upinzani wa ndani wa vilima vya motor.

Kuweka tu, kiasi cha joto kinachozalishwa ni sawia na mraba wa sasa. Hii ina maana kwamba hata ongezeko ndogo la sasa linaweza kusababisha kuongezeka kwa mara ya mraba katika joto. Takriban masuluhisho yetu yote yanahusu jinsi ya kudhibiti kisayansi hii ya sasa (I).

Sehemu ya 2: Wahalifu watano wakuu - Uchambuzi wa sababu maalum zinazoongoza kwa homa kali

Wakati halijoto ya gari ni ya juu sana (kama vile kuwa moto sana kuguswa, kawaida huzidi 70-80 ° C), kawaida husababishwa na sababu moja au zaidi zifuatazo:

Mkosaji wa kwanza ni kwamba sasa ya kuendesha gari imewekwa juu sana

Hiki ndicho kituo cha ukaguzi cha kawaida na cha msingi. Ili kupata torati kubwa zaidi, watumiaji mara nyingi huwasha potentiometer ya sasa ya udhibiti kwenye viendeshaji (kama vile A4988, TMC2208, TB6600) sana. Hii ilisababisha moja kwa moja mkondo wa vilima (I) kuzidi sana thamani iliyokadiriwa ya motor, na kulingana na P=I ² × R, joto liliongezeka kwa kasi. Kumbuka: ongezeko la torque huja kwa gharama ya joto.

Mkosaji wa pili: Voltage isiyofaa na hali ya kuendesha gari

Ugavi wa voltage juu sana: Mfumo wa motor stepper inachukua "gari la sasa la mara kwa mara", lakini voltage ya juu ya usambazaji ina maana kwamba dereva anaweza "kusukuma" sasa kwenye upepo wa motor kwa kasi ya kasi, ambayo ni ya manufaa kwa kuboresha utendaji wa kasi. Hata hivyo, kwa kasi ya chini au wakati wa kupumzika, voltage nyingi inaweza kusababisha sasa kukata mara kwa mara, kuongeza hasara za swichi na kusababisha dereva na motor kuwasha.

Kutotumia hatua ndogo au mgawanyiko usiotosha:Katika hali ya hatua kamili, wimbi la sasa ni wimbi la mraba, na sasa inabadilika sana. Thamani ya sasa katika koili hubadilika ghafla kati ya 0 na thamani ya juu zaidi, na kusababisha ripple kubwa ya torque na kelele, na ufanisi mdogo. Na hatua ndogo hulainisha mduara wa mabadiliko ya sasa (takriban wimbi la sine), hupunguza upotevu wa sauti na msukosuko wa torati, huendesha vizuri zaidi, na kwa kawaida hupunguza uzalishaji wa wastani wa joto kwa kiwango fulani.

Mkosaji wa tatu: Kupakia kupita kiasi au shida za kiufundi

Kuzidisha mzigo uliokadiriwa: Ikiwa motor inafanya kazi chini ya mzigo karibu au kuzidi torque yake ya kushikilia kwa muda mrefu, ili kuondokana na upinzani, dereva ataendelea kutoa sasa ya juu, na kusababisha joto la juu endelevu.

Msuguano wa mitambo, mpangilio mbaya, na msongamano: Ufungaji usiofaa wa viunganishi, reli duni za mwongozo, na vitu vya kigeni kwenye screw ya risasi vinaweza kusababisha mizigo ya ziada na isiyo ya lazima kwenye motor, na kulazimisha kufanya kazi kwa bidii na kuzalisha joto zaidi.

Mkosaji wa nne: Uchaguzi usiofaa wa motor

Farasi mdogo akivuta mkokoteni mkubwa. Ikiwa mradi yenyewe unahitaji torque kubwa, na unachagua motor ambayo ni ndogo sana kwa ukubwa (kama vile kutumia NEMA 17 kufanya kazi ya NEMA 23), basi inaweza tu kufanya kazi chini ya overload kwa muda mrefu, na inapokanzwa kali ni matokeo ya kuepukika.

Mkosaji wa tano: Mazingira duni ya kazi na hali duni ya utaftaji wa joto

Joto la juu la mazingira: Injini hufanya kazi katika nafasi iliyofungwa au katika mazingira yenye vyanzo vingine vya joto vilivyo karibu (kama vile vitanda vya printa vya 3D au vichwa vya leza), ambayo hupunguza kwa kiasi kikubwa ufanisi wake wa uondoaji joto.

Upitishaji wa asili usiotosha: Motor yenyewe ni chanzo cha joto. Ikiwa hewa inayozunguka haina kuzunguka, joto haliwezi kuchukuliwa kwa wakati unaofaa, na kusababisha mkusanyiko wa joto na kupanda kwa joto kwa kuendelea.

Sehemu ya 3: Suluhisho Zinazotumika -5 Mbinu Bora za Kupoeza kwa Motor yako ndogo ya Stepper

Baada ya kutambua sababu, tunaweza kuagiza dawa sahihi. Tafadhali suluhisha na uboresha kwa mpangilio ufuatao:

Suluhisho la 1: Weka kwa usahihi mkondo wa kuendesha (ufanisi zaidi, hatua ya kwanza)

Mbinu ya uendeshaji:Tumia multimeter kupima voltage ya sasa ya kumbukumbu (Vref) kwenye dereva, na uhesabu thamani inayofanana ya sasa kulingana na formula (formula tofauti kwa madereva tofauti). Weka kwa 70% -90% ya sasa ya awamu iliyopimwa ya motor. Kwa mfano, motor yenye mkondo uliopimwa wa 1.5A inaweza kuweka kati ya 1.0A na 1.3A.

Kwa nini inafaa: Inapunguza moja kwa moja katika fomula ya kizazi cha joto na inapunguza upotezaji wa joto kwa nyakati za mraba. Wakati torque inatosha, hii ndiyo njia ya baridi ya gharama nafuu zaidi.

Suluhisho la 2: Boresha voltage ya kuendesha na uwashe hatua ndogo

Voltage ya gari: Chagua voltage inayolingana na mahitaji yako ya kasi. Kwa programu nyingi za kompyuta za mezani, 24V-36V ni safu ambayo hupata uwiano mzuri kati ya utendaji na uzalishaji wa joto. Epuka kutumia voltage ya juu kupita kiasi 

Washa hatua ndogo ya ugawaji wa juu: Weka kiendeshi kwa hali ya juu zaidi ya kukanyaga (kama vile mgawanyiko wa 16 au 32). Hii sio tu inaleta harakati laini na ya utulivu, lakini pia hupunguza hasara za harmonic kutokana na wimbi la sasa la laini, ambalo husaidia kupunguza uzalishaji wa joto wakati wa operesheni ya kati na ya chini.

Suluhisho la 3: Kuweka sinki za joto na kupoeza hewa kwa kulazimishwa (utaftaji wa joto la mwili)

Mapezi ya kusambaza joto: Kwa motors nyingi ndogo za stepper (haswa NEMA 17), kushikilia au kushikilia mapezi ya kusambaza joto ya aloi ya alumini kwenye nyumba ya gari ndio njia ya moja kwa moja na ya kiuchumi. Sink ya joto huongeza sana eneo la uso wa kusambaza joto la motor, kwa kutumia convection ya asili ya hewa ili kuondoa joto.

Kupoeza hewa kwa kulazimishwa: Ikiwa athari ya kuzama kwa joto bado sio bora, haswa katika nafasi zilizofungwa, kuongeza feni ndogo (kama vile 4010 au 5015 feni) kwa kupoeza hewa kwa kulazimishwa ndio suluhisho la mwisho. Mtiririko wa hewa unaweza kuchukua joto haraka, na athari ya kupoeza ni muhimu sana. Haya ndiyo mazoezi ya kawaida kwenye vichapishi vya 3D na mashine za CNC.

Suluhisho la 4: Boresha Mipangilio ya Hifadhi (Mbinu za Kina)

Anatoa nyingi za kisasa za akili, hutoa utendaji wa juu wa udhibiti wa sasa:

StealthShop II&SpreadCycle: Kwa kipengele hiki kuwezeshwa, wakati motor imesimama kwa muda, sasa ya kuendesha gari itapungua moja kwa moja hadi 50% au hata chini ya sasa ya uendeshaji. Kwa sababu ya injini kuwa katika hali ya kushikilia kwa muda mwingi, utendakazi huu unaweza kupunguza kwa kiasi kikubwa inapokanzwa tuli.

Kwa nini inafanya kazi: Usimamizi wa akili wa sasa, kutoa nguvu za kutosha inapohitajika, kupunguza upotevu wakati hauhitajiki, na kuokoa moja kwa moja nishati na kupoeza kutoka kwa chanzo.

Suluhisho la 5: Angalia muundo wa mitambo na uchague tena (suluhisho la msingi)

Ukaguzi wa mitambo: Zungusha shimoni ya gari wewe mwenyewe (katika hali ya kuzima) na uhisi ikiwa ni laini. Angalia mfumo mzima wa upokezaji ili kuhakikisha hakuna maeneo ya kubana, msuguano, au msongamano. Mfumo wa laini wa mitambo unaweza kupunguza sana mzigo kwenye motor.

Uchaguzi upya: Ikiwa baada ya kujaribu njia zote hapo juu, motor bado ni moto na torque haitoshi, basi kuna uwezekano kwamba motor imechaguliwa ndogo sana. Kubadilisha injini na vipimo vikubwa zaidi (kama vile kupandisha daraja kutoka NEMA 17 hadi NEMA 23) au mkondo uliokadiriwa zaidi, na kuiruhusu kufanya kazi ndani ya eneo lake la faraja, kwa kawaida kutasuluhisha tatizo la kuongeza joto.

Fuata mchakato ili kuchunguza:

Inakabiliwa na motor ndogo ya stepper na inapokanzwa kali, unaweza kutatua tatizo kwa utaratibu kwa kufuata mchakato ufuatao:

Motor ina joto kali sana

Hatua ya 1: Angalia ikiwa sasa ya gari imewekwa juu sana?

Hatua ya 2: Angalia ikiwa mzigo wa mitambo ni mzito sana au msuguano ni mkubwa?

Hatua ya 3: Sakinisha vifaa vya kupoeza halisi

Ambatanisha bomba la joto

Ongeza uingizaji hewa wa kulazimishwa (feni ndogo)

Je, halijoto imeongezeka?

Hatua ya 4: Zingatia kuchagua tena na kubadilisha na modeli kubwa zaidi ya gari