स्टेपर मोटर हीटिंग सिद्धांत और त्वरण और मंदी प्रक्रिया नियंत्रण प्रौद्योगिकी

ऊष्मा उत्पादन सिद्धांतस्टेपर मोटर.

 

 

1, आमतौर पर सभी प्रकार के मोटर्स देखते हैं, आंतरिक लौह कोर और घुमावदार कुंडल हैं।घुमावदार में प्रतिरोध होता है, सक्रिय होने से नुकसान होगा, नुकसान का आकार प्रतिरोध और वर्तमान के वर्ग के समानुपाती होता है, जिसे अक्सर तांबे के नुकसान के रूप में संदर्भित किया जाता है, यदि वर्तमान मानक डीसी या साइन लहर नहीं है, तो हार्मोनिक नुकसान भी होगा; कोर में हिस्टैरिसीस एडी करंट प्रभाव होता है, वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र में भी नुकसान होगा, इसका आकार और सामग्री, वर्तमान, आवृत्ति, वोल्टेज, जिसे लौह नुकसान कहा जाता है। तांबे की हानि और लोहे की हानि गर्मी के रूप में प्रकट होगी, इस प्रकार मोटर की दक्षता को प्रभावित करेगी। स्टेपर मोटर्स आम तौर पर स्थिति सटीकता और टोक़ आउटपुट का पीछा करते हैं, दक्षता अपेक्षाकृत कम होती है, वर्तमान आम तौर पर अपेक्षाकृत बड़ा होता है, और उच्च हार्मोनिक घटक होते हैं, वर्तमान प्रत्यावर्तन की आवृत्ति भी गति के साथ बदलती रहती है

2, की उचित सीमास्टेपर मोटरगर्मी।

मोटर को कितनी गर्मी दी जा सकती है, यह मुख्य रूप से मोटर के आंतरिक इन्सुलेशन स्तर पर निर्भर करता है। आंतरिक इन्सुलेशन उच्च तापमान (130 डिग्री या उससे अधिक) पर नष्ट होने से पहले अच्छा प्रदर्शन करता है। इसलिए, जब तक आंतरिक तापमान 130 डिग्री से अधिक न हो, मोटर अपनी रिंग नहीं खोएगी, और इस समय सतह का तापमान 90 डिग्री से नीचे रहेगा।

इसलिए, स्टेपर मोटर की सतह का तापमान 70-80 डिग्री सामान्य है। एक साधारण तापमान माप विधि, एक बिंदु थर्मामीटर, भी मोटे तौर पर निर्धारित कर सकती है: हाथ से 1-2 सेकंड से ज़्यादा नहीं, 60 डिग्री से ज़्यादा नहीं; हाथ से केवल 70-80 डिग्री तक ही छू सकते हैं; पानी की कुछ बूँदें जल्दी से वाष्पित हो जाती हैं, यह 90 डिग्री से ज़्यादा है।

3, स्टेपर मोटरगति परिवर्तन के साथ गर्म होना।

स्थिर धारा चालन तकनीक का उपयोग करते समय, स्थिर और कम गति पर स्टेपर मोटरों में धारा स्थिर रहेगी जिससे टॉर्क आउटपुट स्थिर रहेगा। जब गति एक निश्चित स्तर तक पहुँच जाती है, तो मोटर का आंतरिक प्रति विभव बढ़ जाता है, धारा धीरे-धीरे कम हो जाती है, और टॉर्क भी कम हो जाता है।

इसलिए, तांबे की हानि के कारण होने वाली तापन स्थिति गति पर निर्भर करेगी। स्थिर और कम गति आमतौर पर उच्च ताप उत्पन्न करती है, जबकि उच्च गति कम ताप उत्पन्न करती है। लेकिन लोहे की हानि (हालांकि कम अनुपात में) में परिवर्तन समान नहीं होते हैं, और समग्र रूप से मोटर की ऊष्मा दोनों का योग होती है, इसलिए उपरोक्त केवल सामान्य स्थिति है।

4, गर्मी का प्रभाव.

हालाँकि मोटर की गर्मी आमतौर पर मोटर के जीवन को प्रभावित नहीं करती है, लेकिन अधिकांश ग्राहकों को इस पर ध्यान देने की आवश्यकता नहीं है। लेकिन गंभीरता से कुछ नकारात्मक प्रभाव अवश्य पड़ेंगे। उदाहरण के लिए, मोटर के आंतरिक भागों के तापीय प्रसार के विभिन्न गुणांक संरचनात्मक तनाव में परिवर्तन और आंतरिक वायु अंतराल में छोटे परिवर्तन का कारण बनते हैं, जिससे मोटर की गतिशील प्रतिक्रिया प्रभावित होगी, और उच्च गति पर गति खोना आसान होगा। एक अन्य उदाहरण यह है कि कुछ अवसर मोटर को अत्यधिक गर्म होने की अनुमति नहीं देते हैं, जैसे कि चिकित्सा उपकरण और उच्च-परिशुद्धता परीक्षण उपकरण, आदि। इसलिए, मोटर की गर्मी को नियंत्रित करना आवश्यक होना चाहिए।

5, मोटर की गर्मी कैसे कम करें।

ऊष्मा उत्पादन को कम करने का अर्थ है तांबे और लोहे की हानि को कम करना। तांबे की हानि को दो दिशाओं में कम करना, प्रतिरोध और धारा को कम करना। इसके लिए, मोटर के प्रतिरोध और रेटेड धारा को यथासंभव कम रखना आवश्यक है। द्वि-चरण मोटर में, मोटर को समानांतर मोटर के बिना श्रेणीक्रम में चलाया जा सकता है। लेकिन यह अक्सर बलाघूर्ण और उच्च गति की आवश्यकताओं के विपरीत होता है। चयनित मोटर के लिए, ड्राइव के स्वचालित अर्ध-धारा नियंत्रण फ़ंक्शन और ऑफ़लाइन फ़ंक्शन का पूर्ण उपयोग किया जाना चाहिए। पूर्व मोटर के विरामावस्था में होने पर स्वचालित रूप से धारा को कम कर देता है, और बाद वाला केवल धारा को काट देता है।

इसके अलावा, उप-संचालन ड्राइव में, क्योंकि धारा तरंग साइनसॉइडल के करीब होती है, हार्मोनिक्स कम होते हैं, मोटर का ताप भी कम होगा। लौह हानि को कम करने के कुछ ही तरीके हैं, और वोल्टेज स्तर इससे संबंधित है। हालाँकि उच्च वोल्टेज से चलने वाली मोटर उच्च गति विशेषताओं में वृद्धि लाएगी, लेकिन यह ऊष्मा उत्पादन में भी वृद्धि लाती है। इसलिए, हमें उच्च गति, चिकनाई और ऊष्मा, शोर आदि संकेतकों को ध्यान में रखते हुए, सही ड्राइव वोल्टेज स्तर का चयन करना चाहिए।

स्टेपर मोटर्स की त्वरण और मंदी प्रक्रियाओं के लिए नियंत्रण तकनीकें।

स्टेपर मोटर के व्यापक उपयोग के साथ, स्टेपर मोटर नियंत्रण का अध्ययन भी बढ़ रहा है। यदि स्टार्ट या एक्सेलरेशन के दौरान स्टेपर पल्स बहुत तेज़ी से बदलता है, तो जड़त्व और विद्युत संकेतों के परिवर्तन के कारण रोटर अवरुद्ध हो जाता है या स्टेप खो जाता है। इसी कारण से रुकने या धीमा होने पर ओवरस्टेपिंग हो सकती है। अवरुद्ध होने, स्टेप खोने और ओवरशूट को रोकने के लिए, कार्य आवृत्ति में सुधार करने के लिए, स्टेपर मोटर की गति को नियंत्रित किया जाता है।

स्टेपर मोटर की गति पल्स आवृत्ति, रोटर के दांतों की संख्या और धड़कनों की संख्या पर निर्भर करती है। इसकी कोणीय गति पल्स आवृत्ति के समानुपाती होती है और पल्स के साथ समय के साथ समकालिक होती है। इस प्रकार, यदि रोटर के दांतों की संख्या और चल रहे धड़कनों की संख्या निश्चित है, तो पल्स आवृत्ति को नियंत्रित करके वांछित गति प्राप्त की जा सकती है। चूँकि स्टेपर मोटर को उसके समकालिक बलाघूर्ण की सहायता से चालू किया जाता है, इसलिए स्टेपिंग गति को बनाए रखने के लिए प्रारंभिक आवृत्ति अधिक नहीं होती है। विशेष रूप से जैसे-जैसे शक्ति बढ़ती है, रोटर का व्यास बढ़ता है, जड़त्व बढ़ता है, और प्रारंभिक आवृत्ति और अधिकतम चल रहे आवृत्ति में दस गुना तक का अंतर हो सकता है।

स्टेपर मोटर की प्रारंभिक आवृत्ति विशेषताएँ ऐसी होती हैं कि स्टेपर मोटर को शुरू करने पर वह सीधे ऑपरेटिंग आवृत्ति तक नहीं पहुँच सकता, बल्कि एक स्टार्ट-अप प्रक्रिया होती है, अर्थात, कम गति से धीरे-धीरे ऑपरेटिंग गति तक पहुँचता है। ऑपरेटिंग आवृत्ति पर रुकने पर, उसे तुरंत शून्य तक कम नहीं किया जा सकता, बल्कि उच्च गति पर धीरे-धीरे गति को शून्य तक कम करने की प्रक्रिया होती है।

 

पल्स आवृत्ति के बढ़ने के साथ स्टेपर मोटर का आउटपुट टॉर्क घटता है। शुरुआती आवृत्ति जितनी ज़्यादा होती है, शुरुआती टॉर्क उतना ही छोटा होता है, और लोड को चलाने की क्षमता उतनी ही कम होती है। शुरुआत में स्टेप की कमी होगी और रुकने पर ओवरशूट होगा। स्टेपर मोटर को जल्दी से आवश्यक गति तक पहुँचाने और स्टेप या ओवरशूट से बचने के लिए, त्वरण प्रक्रिया को तेज़ करना ज़रूरी है। त्वरण टॉर्क के लिए आवश्यक है कि प्रत्येक ऑपरेटिंग आवृत्ति पर स्टेपर मोटर द्वारा प्रदान किए गए टॉर्क का पूरा उपयोग किया जाए, और इस टॉर्क से ज़्यादा न हो। इसलिए, स्टेपर मोटर के संचालन को आम तौर पर त्वरण, एकसमान गति और मंदी के तीन चरणों से गुज़रना पड़ता है। त्वरण और मंदी की प्रक्रिया का समय जितना हो सके कम और स्थिर गति का समय जितना हो सके उतना लंबा होना चाहिए। खासकर ऐसे काम में जिसमें तेज़ प्रतिक्रिया की ज़रूरत होती है, शुरुआती बिंदु से अंत तक चलने का समय सबसे कम होना चाहिए। इसमें त्वरण और मंदी की प्रक्रिया सबसे कम होती है, जबकि स्थिर गति पर सबसे ज़्यादा गति होती है।

 

देश-विदेश के वैज्ञानिकों और तकनीशियनों ने स्टेपर मोटर्स की गति नियंत्रण तकनीक पर काफी शोध किया है और विभिन्न प्रकार के त्वरण और मंदी नियंत्रण गणितीय मॉडल, जैसे घातांक मॉडल, रैखिक मॉडल, आदि की स्थापना की है और इसके आधार पर स्टेपर मोटर्स की गति विशेषताओं में सुधार करने के लिए विभिन्न प्रकार के नियंत्रण सर्किटों का डिजाइन और विकास किया है, स्टेपर मोटर्स के अनुप्रयोग रेंज को बढ़ावा देने के लिए घातांक त्वरण और मंदी स्टेपर मोटर्स की अंतर्निहित क्षण-आवृत्ति विशेषताओं को ध्यान में रखती है, दोनों यह सुनिश्चित करने के लिए कि स्टेपर मोटर बिना कदम खोए गति में रहे, लेकिन मोटर की अंतर्निहित विशेषताओं को भी पूरा खेल दें, लिफ्ट गति समय को छोटा करें, लेकिन मोटर लोड में बदलाव के कारण इसे हासिल करना मुश्किल है जबकि रैखिक त्वरण और मंदी केवल कदम से कदम मिलाकर नहीं चलेगा।

 

यह स्टेपर मोटर्स के तापन सिद्धांत और त्वरण/मंदन प्रक्रिया नियंत्रण प्रौद्योगिकी का परिचय है।

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