Patata beroa! “- Baliteke hau ingeniari, fabrikatzaile eta ikasle askok mikro-pauso-motorrekin proiektuen arazketan duten lehen ukitua izatea. Oso fenomeno ohikoa da mikro-pauso-motorrek beroa sortzea funtzionamenduan zehar. Baina gakoa da, zenbaterainoko beroa den normala? Eta zenbaterainoko beroak adierazten du arazo bat dagoela?”

Berotze handiak ez ditu motorraren eraginkortasuna, momentua eta zehaztasuna murrizten bakarrik, baita barne isolamenduaren zahartzea bizkortzen ere epe luzera, eta horrek, azken finean, motorrari kalte iraunkorrak eragiten dizkio. Zure 3D inprimagailuko, CNC makinako edo roboteko mikro-pauso-motorren beroarekin arazoak badituzu, artikulu hau zuretzat da. Sukarraren erroko arrazoiak aztertuko ditugu eta 5 hozte-irtenbide berehalako eskainiko dizkizugu.

1. zatia: Erroko kausen azterketa – zergatik sortzen du beroa mikro-pauso-motor batek?

Lehenik eta behin, funtsezko kontzeptu bat argitu behar da: mikro-pauso-motorren berotzea saihestezina da eta ezin da guztiz saihestu. Bere beroa batez ere bi alderditatik dator:

1. Burdinaren galera (nukleoaren galera): Motorraren estatorea siliziozko altzairuzko xafla pilatuz egina dago, eta eremu magnetiko alternoak korronte zurrunbilotsuak eta histereesia sortuko ditu bertan, beroa sortuz. Galeraren zati hau motorraren abiadurarekin (maiztasunarekin) lotuta dago, eta zenbat eta abiadura handiagoa izan, orduan eta handiagoa izan ohi da burdinaren galera.

2. Kobrezko galera (harizpien erresistentzia galera): Bero iturri nagusia da hau, eta baita optimizatzen zentratu gaitezkeen zati bat ere. Joule-ren legea jarraitzen du: P=I² × R.

P (potentzia-galera): Energia zuzenean bero bihurtzen da.

Ni (oraingoa):Motorraren harilkatzean zehar doan korrontea.

R (Erresistentzia):Motorraren harilkatzearen barne-erresistentzia.

Laburbilduz, sortutako bero kopurua korrontearen karratuarekiko proportzionala da. Horrek esan nahi du korrontearen igoera txiki batek ere beroaren igoera karratu bat sor dezakeela. Gure irtenbide ia guztiak korronte hori (I) zientifikoki nola kudeatu aztertzen dute.

2. zatia: Bost errudun nagusiak – Sukar larria eragiten duten kausa espezifikoen azterketa

Motorraren tenperatura altuegia denean (adibidez, ukitzeko beroegia dagoenean, normalean 70-80 °C-tik gorakoa), normalean honako arrazoi hauetako bat edo gehiagok eragiten dute:

Lehenengo erruduna da gidatze-korrontea altuegia izatea

Hau da kontrol-puntu ohikoena eta nagusia. Irteerako momentu handiagoa lortzeko, erabiltzaileek askotan gehiegi biratzen dute kontrolatzaileen (adibidez, A4988, TMC2208, TB6600) korronte-erregulazio potentziometroa. Horren ondorioz, zuzenean motorraren balio nominala baino askoz handiagoa izan zen harilkatze-korrontea (I), eta P=I² × R-ren arabera, beroa nabarmen handitu zen. Gogoratu: momentuaren igoera beroaren kontura dator.

Bigarren erruduna: tentsio eta gidatzeko modu desegokiak

Hornidura-tentsioa altuegia da: Pauso-motor sistemak "korronte konstanteko eragingailua" erabiltzen du, baina hornidura-tentsio handiago batek esan nahi du gidariak korrontea motorraren harilkadurara abiadura handiagoan "bultzatu" dezakeela, eta hori onuragarria da abiadura handiko errendimendua hobetzeko. Hala ere, abiadura txikietan edo geldirik dagoenean, gehiegizko tentsioak korrontea maizegi moztea eragin dezake, etengailuaren galerak handituz eta bai gidariak bai motorrak berotzea eraginez.

Mikrourratsak ez erabiltzea edo azpisailkapen nahikoa ez erabiltzea:Urrats osoko moduan, korronte-uhinaren forma uhin karratua da, eta korrontea izugarri aldatzen da. Bobinako korronte-balioa bat-batean aldatzen da 0 eta balio maximoaren artean, eta horrek momentu-uhin eta zarata handiak sortzen ditu, eta eraginkortasun nahiko baxua. Eta mikrourratsak korronte-aldaketaren kurba leuntzen du (gutxi gorabehera uhin sinusoidal bat), harmoniko-galerak eta momentu-uhinak murrizten ditu, leunago funtzionatzen du, eta normalean batez besteko bero-sorkuntza neurri batean murrizten du.

Hirugarren erruduna: Gehiegizko karga edo arazo mekanikoak

Karga nominala gainditzea: Motorrak bere euste-momentuaren antzeko edo handiagoa den kargapean denbora luzez funtzionatzen badu, erresistentzia gainditzeko, gidariak korronte handia ematen jarraituko du, eta horren ondorioz tenperatura altua mantenduko da.

Marruskadura mekanikoa, deslerrokatzea eta trabatzea: Akoplamenduen instalazio desegokiak, gida-errail eskasak eta torlojuan dauden objektu arrotzak karga gehigarriak eta beharrezkoak ez direnak sor ditzakete motorran, gogorrago lan egitera eta bero gehiago sortzera behartuz.

Laugarren erruduna: Motorra desegokia hautatzea

Zaldi txiki bat gurdi handi bat tiratzen. Proiektuak berak momentu handia behar badu, eta tamaina txikiegia duen motor bat aukeratzen baduzu (adibidez, NEMA 17 erabiliz NEMA 23 lana egiteko), orduan gainkargapean bakarrik funtziona dezake denbora luzez, eta berotze handia saihestezina da.

Bosgarren erruduna: Lan-ingurune eskasa eta beroa xahutzeko baldintza eskasak

Giro-tenperatura altua: Motorrak espazio itxi batean edo beste bero-iturri batzuk gertu dituen ingurune batean funtzionatzen du (adibidez, 3D inprimagailuen oheak edo laser-buruak), eta horrek asko murrizten du beroa xahutzeko eraginkortasuna.

Konbekzio natural nahikoa ez: Motorra bera bero-iturri bat da. Inguruko airea zirkulatzen ez bada, beroa ezin da garaiz eraman, eta horrek beroa metatzea eta tenperatura etengabe igotzea eragiten du.

3. zatia: Irtenbide praktikoak - 5 hozte-metodo eraginkor zure mikro-pauso-motorrarentzat

Kausa identifikatu ondoren, sendagai egokia errezeta dezakegu. Mesedez, konpondu eta optimizatu arazoa honako ordena honetan:

1. irtenbidea: Zehaztasunez ezarri gidatze-korrontea (eraginkorrena, lehen urratsa)

Funtzionamendu metodoa:Erabili multimetro bat kontrolatzailearen erreferentziazko korronte-tentsioa (Vref) neurtzeko, eta kalkulatu dagokion korronte-balioa formularen arabera (formula desberdinak daude kontrolatzaile desberdinetarako). Ezarri motorraren fase-korronte nominalaren % 70-% 90era. Adibidez, 1,5 A-ko korronte nominala duen motor bat 1,0 A eta 1,3 A artean ezar daiteke.

Zergatik da eraginkorra: Beroa sortzeko formulan I zuzenean murrizten du eta bero-galera karratu-aldiz murrizten du. Momentua nahikoa denean, hau da hozteko metodorik errentagarriena.

2. irtenbidea: Optimizatu tentsioa eta gaitu mikrourratsak

Gidatzeko tentsioa: Aukeratu zure abiadura-beharretara egokitzen den tentsioa. Mahaigaineko aplikazio gehienetarako, 24V-36V tartea da errendimenduaren eta bero-sorkuntzaren arteko oreka ona lortzen duena. Saihestu tentsio gehiegi altua erabiltzea. 

Gaitu azpisailkapen handiko mikrourratsak: Ezarri kontrolatzailea mikrourrats maila altuagoko moduan (adibidez, 16 edo 32 azpisailkapenean). Horrek ez du mugimendu leunagoa eta isilagoa lortzen bakarrik, baita korronte-uhin leunari esker harmonikoen galerak murrizten ere, eta horrek beroa sortzea murrizten laguntzen du abiadura ertain eta baxuko funtzionamenduan.

3. irtenbidea: Bero-hustugailuak eta aire behartuko hoztea instalatzea (beroa fisikoki xahutzea)

Beroa xahutzeko hegatsak: Miniaturazko pauso-motor gehienentzat (batez ere NEMA 17), aluminiozko aleaziozko beroa xahutzeko hegatsak motorraren karkasan itsastea edo finkatzea da metodorik zuzenena eta ekonomikoena. Bero-hustugailuak motorraren beroa xahutzeko gainazala asko handitzen du, airearen konbekzio naturala erabiliz beroa kentzeko.

Aire behartuaren bidezko hoztea: Bero-hustugailuaren efektua oraindik ere ez bada aproposa, batez ere espazio itxietan, aire behartua hozteko haizagailu txiki bat gehitzea da irtenbiderik onena (4010 edo 5015 haizagailua adibidez). Aire-fluxuak beroa azkar eraman dezake, eta hozte-efektua oso esanguratsua da. Hau da 3D inprimagailuetan eta CNC makinetan ohiko praktika.

4. irtenbidea: unitatearen ezarpenak optimizatu (teknika aurreratuak)

Gaur egungo unitate adimendun askok uneko kontrol funtzionalitate aurreratua eskaintzen dute:

StealthShop II eta SpreadCycle: Funtzio hau gaituta dagoenean, motorra denbora batez geldirik dagoenean, gidatze-korrontea automatikoki % 50era edo are gutxiagora jaitsiko da funtzionamendu-korrontearekin alderatuta. Motorra denbora gehienean geldiunean dagoenez, funtzio honek nabarmen murriztu dezake berotze estatikoa.

Zergatik funtzionatzen duen: Korrontearen kudeaketa adimentsua, behar denean nahikoa potentzia emanez, behar ez denean hondakinak murriztuz eta energia eta hoztea zuzenean iturritik aurreztuz.

5. irtenbidea: Egiaztatu egitura mekanikoa eta berriro hautatu (oinarrizko irtenbidea)

Ikuskapen mekanikoa: Biratu motorraren ardatza eskuz (itzaltuta dagoenean) eta sentitu ea leuna den. Egiaztatu transmisio-sistema osoa estutasun, marruskadura edo trabadura gunerik ez dagoela ziurtatzeko. Sistema mekaniko leun batek motorraren zama asko murriztu dezake.

Berriro hautatzea: Goiko metodo guztiak probatu ondoren motorra oraindik bero badago eta momentua ia ez bada nahikoa, litekeena da motorra txikiegia hautatu izana. Motorra zehaztapen handiago batekin ordezkatzeak (adibidez, NEMA 17tik NEMA 23ra aldatzea) edo korronte nominal handiago batekin, eta bere erosotasun-eremuan funtzionatzen uzteak, berotze-arazoa funtsean konponduko du, noski.

Jarraitu prozesuari ikerketa egiteko:

Mikromotor baten berotze handiari aurre eginez gero, arazoa modu sistematikoan konpondu dezakezu honako prozesu hau jarraituz:

Motorra asko berotzen ari da

1. urratsa: Egiaztatu unitatearen korrontea altuegia den ala ez.

2. urratsa: Egiaztatu ea karga mekanikoa handiegia den edo marruskadura handia den.

3. urratsa: Instalatu hozte-gailu fisikoak

Lotu bero-hustugailu bat

Gehitu aire behartuko hoztea (haizagailu txikia)

Hobetu al da tenperatura?

4. urratsa: Berriro hautatzea eta motor-modelo handiago batekin ordezkatzea kontuan hartu