"ગરમ બટાકા!" - પ્રોજેક્ટ ડિબગીંગ દરમિયાન ઘણા ઇજનેરો, ઉત્પાદકો અને વિદ્યાર્થીઓનો માઇક્રો સ્ટેપર મોટર્સ પર આ પહેલો સ્પર્શ હોઈ શકે છે. માઇક્રો સ્ટેપર મોટર્સ માટે ઓપરેશન દરમિયાન ગરમી ઉત્પન્ન કરવી એ ખૂબ જ સામાન્ય ઘટના છે. પરંતુ મુખ્ય વાત એ છે કે, કેટલી ગરમી સામાન્ય છે? અને કેટલી ગરમી સમસ્યા સૂચવે છે?

તીવ્ર ગરમી માત્ર મોટરની કાર્યક્ષમતા, ટોર્ક અને ચોકસાઈ ઘટાડે છે, પરંતુ લાંબા ગાળે આંતરિક ઇન્સ્યુલેશન વૃદ્ધત્વને પણ વેગ આપે છે, જે આખરે મોટરને કાયમી નુકસાન પહોંચાડે છે. જો તમે તમારા 3D પ્રિન્ટર, CNC મશીન અથવા રોબોટ પર માઇક્રો સ્ટેપર મોટર્સની ગરમી સાથે સંઘર્ષ કરી રહ્યા છો, તો આ લેખ તમારા માટે છે. અમે તાવના મૂળ કારણોમાં ઊંડાણપૂર્વક તપાસ કરીશું અને તમને 5 તાત્કાલિક ઠંડક ઉકેલો પ્રદાન કરીશું.

ભાગ ૧: મૂળ કારણનું અન્વેષણ - માઇક્રો સ્ટેપર મોટર ગરમી કેમ ઉત્પન્ન કરે છે?

સૌપ્રથમ, એક મુખ્ય ખ્યાલ સ્પષ્ટ કરવો જરૂરી છે: માઇક્રો સ્ટેપર મોટર્સનું ગરમી અનિવાર્ય છે અને તેને સંપૂર્ણપણે ટાળી શકાતું નથી. તેની ગરમી મુખ્યત્વે બે પાસાઓથી આવે છે:

૧. આયર્ન નુકશાન (મુખ્ય નુકશાન): મોટરનો સ્ટેટર સ્ટેક્ડ સિલિકોન સ્ટીલ શીટ્સથી બનેલો છે, અને વૈકલ્પિક ચુંબકીય ક્ષેત્ર તેમાં એડી કરંટ અને હિસ્ટેરેસિસ ઉત્પન્ન કરશે, જેના કારણે ગરમી ઉત્પન્ન થશે. નુકસાનનો આ ભાગ મોટરની ગતિ (આવર્તન) સાથે સંબંધિત છે, અને ગતિ જેટલી વધારે હશે, સામાન્ય રીતે લોખંડનું નુકસાન વધારે હશે.

2. કોપર નુકશાન (વાઇન્ડિંગ પ્રતિકાર નુકશાન): આ ગરમીનો મુખ્ય સ્ત્રોત છે અને એક એવો ભાગ પણ છે જેને આપણે ઑપ્ટિમાઇઝ કરવા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરી શકીએ છીએ. તે જુલના નિયમનું પાલન કરે છે: P=I ² × R.

પી (પાવર લોસ): શક્તિ સીધી ગરમીમાં રૂપાંતરિત થાય છે.

હું (વર્તમાન):મોટર વિન્ડિંગમાંથી વહેતો પ્રવાહ.

આર (પ્રતિકાર):મોટર વિન્ડિંગનો આંતરિક પ્રતિકાર.

સરળ શબ્દોમાં કહીએ તો, ઉત્પન્ન થતી ગરમીનું પ્રમાણ પ્રવાહના વર્ગના પ્રમાણસર છે. આનો અર્થ એ છે કે પ્રવાહમાં થોડો વધારો પણ ગરમીમાં ચોરસ ગણો વધારો લાવી શકે છે. આપણા લગભગ બધા ઉકેલો આ પ્રવાહ (I) ને વૈજ્ઞાનિક રીતે કેવી રીતે સંચાલિત કરવું તેની આસપાસ ફરે છે.

ભાગ ૨: પાંચ મુખ્ય ગુનેગારો - ગંભીર તાવ તરફ દોરી જતા ચોક્કસ કારણોનું વિશ્લેષણ

જ્યારે મોટરનું તાપમાન ખૂબ ઊંચું હોય છે (જેમ કે સ્પર્શ કરવા માટે ખૂબ ગરમ હોય છે, સામાન્ય રીતે 70-80 ° સે કરતા વધારે હોય છે), ત્યારે તે સામાન્ય રીતે નીચેનામાંથી એક અથવા વધુ કારણોસર થાય છે:

પહેલો ગુનેગાર એ છે કે ડ્રાઇવિંગ કરંટ ખૂબ ઊંચો સેટ છે.

આ સૌથી સામાન્ય અને પ્રાથમિક ચેકપોઇન્ટ છે. વધુ આઉટપુટ ટોર્ક મેળવવા માટે, વપરાશકર્તાઓ ઘણીવાર ડ્રાઇવરો (જેમ કે A4988, TMC2208, TB6600) પર કરંટ રેગ્યુલેટિંગ પોટેન્શિઓમીટરને ખૂબ વધારે ફેરવે છે. આના પરિણામે વિન્ડિંગ કરંટ (I) મોટરના રેટ કરેલ મૂલ્ય કરતાં ઘણો વધી ગયો, અને P=I ² × R મુજબ, ગરમીમાં તીવ્ર વધારો થયો. યાદ રાખો: ટોર્કમાં વધારો ગરમીના ખર્ચે આવે છે.

બીજો ગુનેગાર: અયોગ્ય વોલ્ટેજ અને ડ્રાઇવિંગ મોડ

સપ્લાય વોલ્ટેજ ખૂબ વધારે છે: સ્ટેપર મોટર સિસ્ટમ "કોન્સ્ટન્ટ કરંટ ડ્રાઇવ" અપનાવે છે, પરંતુ ઊંચા સપ્લાય વોલ્ટેજનો અર્થ એ છે કે ડ્રાઇવર મોટર વિન્ડિંગમાં વધુ ઝડપી ગતિએ કરંટ "દબાણ" કરી શકે છે, જે હાઇ-સ્પીડ કામગીરી સુધારવા માટે ફાયદાકારક છે. જો કે, ઓછી ઝડપે અથવા આરામ પર, વધુ પડતું વોલ્ટેજ કરંટને વારંવાર કાપી શકે છે, જેનાથી સ્વીચનું નુકસાન વધી શકે છે અને ડ્રાઇવર અને મોટર બંને ગરમ થઈ શકે છે.

માઇક્રો સ્ટેપિંગનો ઉપયોગ ન કરવો અથવા અપૂરતું પેટાવિભાગ:ફુલ સ્ટેપ મોડમાં, વર્તમાન તરંગસ્વરૂપ ચોરસ તરંગ હોય છે, અને વર્તમાન નાટકીય રીતે બદલાય છે. કોઇલમાં વર્તમાન મૂલ્ય અચાનક 0 અને મહત્તમ મૂલ્ય વચ્ચે બદલાય છે, જેના પરિણામે મોટી ટોર્ક રિપલ અને અવાજ થાય છે, અને પ્રમાણમાં ઓછી કાર્યક્ષમતા થાય છે. અને માઇક્રો સ્ટેપિંગ વર્તમાન પરિવર્તન વળાંક (લગભગ એક સાઇન વેવ) ને સરળ બનાવે છે, હાર્મોનિક નુકસાન અને ટોર્ક રિપલ ઘટાડે છે, વધુ સરળતાથી ચાલે છે, અને સામાન્ય રીતે સરેરાશ ગરમી ઉત્પાદનને ચોક્કસ હદ સુધી ઘટાડે છે.

ત્રીજો ગુનેગાર: ઓવરલોડિંગ અથવા યાંત્રિક સમસ્યાઓ

રેટેડ લોડ કરતાં વધુ: જો મોટર લાંબા સમય સુધી તેના હોલ્ડિંગ ટોર્કની નજીક અથવા તેનાથી વધુ ભાર હેઠળ કાર્ય કરે છે, તો પ્રતિકારને દૂર કરવા માટે, ડ્રાઇવર ઉચ્ચ પ્રવાહ પ્રદાન કરવાનું ચાલુ રાખશે, જેના પરિણામે સતત ઉચ્ચ તાપમાન રહેશે.

યાંત્રિક ઘર્ષણ, ખોટી ગોઠવણી અને જામિંગ: કપલિંગનું અયોગ્ય ઇન્સ્ટોલેશન, નબળી ગાઇડ રેલ અને લીડ સ્ક્રૂમાં વિદેશી વસ્તુઓ મોટર પર વધારાનો અને બિનજરૂરી ભારણ લાવી શકે છે, જેના કારણે મોટર વધુ મહેનત કરે છે અને વધુ ગરમી ઉત્પન્ન કરે છે.

ચોથો ગુનેગાર: અયોગ્ય મોટર પસંદગી

એક નાનો ઘોડો મોટી ગાડી ખેંચી રહ્યો છે. જો પ્રોજેક્ટને જ મોટા ટોર્કની જરૂર હોય, અને તમે એવી મોટર પસંદ કરો છો જે કદમાં ખૂબ નાની હોય (જેમ કે NEMA 23 કામ કરવા માટે NEMA 17 નો ઉપયોગ કરવો), તો તે ફક્ત લાંબા સમય સુધી ઓવરલોડ હેઠળ કામ કરી શકે છે, અને તીવ્ર ગરમી એક અનિવાર્ય પરિણામ છે.

પાંચમો ગુનેગાર: ખરાબ કાર્યકારી વાતાવરણ અને નબળી ગરમીના વિસર્જનની સ્થિતિ

ઉચ્ચ આસપાસનું તાપમાન: મોટર બંધ જગ્યામાં અથવા નજીકના અન્ય ગરમી સ્ત્રોતો (જેમ કે 3D પ્રિન્ટર બેડ અથવા લેસર હેડ) ધરાવતા વાતાવરણમાં કાર્ય કરે છે, જે તેની ગરમીના વિસર્જન કાર્યક્ષમતાને મોટા પ્રમાણમાં ઘટાડે છે.

અપૂરતી કુદરતી સંવહન: મોટર પોતે ગરમીનો સ્ત્રોત છે. જો આસપાસની હવા ફરતી ન હોય, તો ગરમી સમયસર દૂર કરી શકાતી નથી, જેના કારણે ગરમીનો સંચય થાય છે અને તાપમાનમાં સતત વધારો થાય છે.

ભાગ ૩: વ્યવહારુ ઉકેલો - તમારા માઇક્રો સ્ટેપર મોટર માટે 5 અસરકારક ઠંડક પદ્ધતિઓ

કારણ ઓળખ્યા પછી, અમે યોગ્ય દવા લખી શકીએ છીએ. કૃપા કરીને નીચેના ક્રમમાં સમસ્યાનિવારણ અને ઑપ્ટિમાઇઝ કરો:

ઉકેલ ૧: ડ્રાઇવિંગ કરંટને સચોટ રીતે સેટ કરો (સૌથી અસરકારક, પ્રથમ પગલું)

કામગીરી પદ્ધતિ:ડ્રાઇવર પર વર્તમાન સંદર્ભ વોલ્ટેજ (Vref) માપવા માટે મલ્ટિમીટરનો ઉપયોગ કરો, અને સૂત્ર (વિવિધ ડ્રાઇવરો માટે અલગ અલગ સૂત્રો) અનુસાર અનુરૂપ વર્તમાન મૂલ્યની ગણતરી કરો. તેને મોટરના રેટેડ ફેઝ કરંટના 70% -90% પર સેટ કરો. ઉદાહરણ તરીકે, 1.5A ના રેટેડ કરંટવાળી મોટર 1.0A અને 1.3A વચ્ચે સેટ કરી શકાય છે.

તે શા માટે અસરકારક છે: તે ગરમી ઉત્પન્ન કરવાના સૂત્રમાં I ને સીધું ઘટાડે છે અને ગરમીના નુકશાનને ચોરસ ગણો ઘટાડે છે. જ્યારે ટોર્ક પૂરતો હોય છે, ત્યારે આ સૌથી ખર્ચ-અસરકારક ઠંડક પદ્ધતિ છે.

ઉકેલ 2: ડ્રાઇવિંગ વોલ્ટેજને ઑપ્ટિમાઇઝ કરો અને માઇક્રો સ્ટેપિંગને સક્ષમ કરો

ડ્રાઇવ વોલ્ટેજ: તમારી ગતિની જરૂરિયાતો સાથે મેળ ખાતો વોલ્ટેજ પસંદ કરો. મોટાભાગના ડેસ્કટોપ એપ્લિકેશનો માટે, 24V-36V એ એક એવી શ્રેણી છે જે કામગીરી અને ગરમી ઉત્પન્ન વચ્ચે સારું સંતુલન જાળવે છે. વધુ પડતા ઊંચા વોલ્ટેજનો ઉપયોગ કરવાનું ટાળો. 

ઉચ્ચ સબડિવિઝન માઇક્રો સ્ટેપિંગ સક્ષમ કરો: ડ્રાઇવરને ઉચ્ચ માઇક્રો સ્ટેપિંગ મોડ (જેમ કે 16 અથવા 32 સબડિવિઝન) પર સેટ કરો. આ ફક્ત સરળ અને શાંત ગતિ લાવતું નથી, પરંતુ સરળ વર્તમાન તરંગ સ્વરૂપને કારણે હાર્મોનિક નુકસાન પણ ઘટાડે છે, જે મધ્યમ અને ઓછી ગતિના સંચાલન દરમિયાન ગરમીનું ઉત્પાદન ઘટાડવામાં મદદ કરે છે.

ઉકેલ ૩: હીટ સિંક અને ફોર્સ્ડ એર કૂલિંગ (ભૌતિક ગરમીનું વિસર્જન) સ્થાપિત કરવું

ગરમીના વિસર્જન માટેના ફિન્સ: મોટાભાગની લઘુચિત્ર સ્ટેપર મોટર્સ (ખાસ કરીને NEMA 17) માટે, મોટર હાઉસિંગ પર એલ્યુમિનિયમ એલોય હીટ ડિસીપેશન ફિન્સ ચોંટાડવી અથવા ક્લેમ્પિંગ કરવી એ સૌથી સીધી અને આર્થિક પદ્ધતિ છે. હીટ સિંક મોટરના હીટ ડિસીપેશન સપાટી વિસ્તારને મોટા પ્રમાણમાં વધારે છે, ગરમી દૂર કરવા માટે હવાના કુદરતી સંવહનનો ઉપયોગ કરે છે.

ફરજિયાત હવા ઠંડક: જો હીટ સિંક અસર હજુ પણ આદર્શ ન હોય, ખાસ કરીને બંધ જગ્યાઓમાં, તો ફરજિયાત હવા ઠંડક માટે એક નાનો પંખો (જેમ કે 4010 અથવા 5015 પંખો) ઉમેરવો એ અંતિમ ઉકેલ છે. હવા પ્રવાહ ઝડપથી ગરમી વહન કરી શકે છે, અને ઠંડક અસર અત્યંત મહત્વપૂર્ણ છે. આ 3D પ્રિન્ટર અને CNC મશીનો પર પ્રમાણભૂત પ્રથા છે.

ઉકેલ 4: ડ્રાઇવ સેટિંગ્સને ઑપ્ટિમાઇઝ કરો (અદ્યતન તકનીકો)

ઘણી આધુનિક બુદ્ધિશાળી ડ્રાઇવ્સ, અદ્યતન વર્તમાન નિયંત્રણ કાર્યક્ષમતા પ્રદાન કરે છે:

સ્ટીલ્થશોપ II અને સ્પ્રેડસાયકલ: આ સુવિધા સક્ષમ થવાથી, જ્યારે મોટર ચોક્કસ સમયગાળા માટે સ્થિર હોય છે, ત્યારે ડ્રાઇવિંગ કરંટ આપમેળે 50% અથવા ઓપરેટિંગ કરંટથી પણ ઓછો થઈ જશે. મોટર મોટાભાગે હોલ્ડ સ્થિતિમાં હોવાથી, આ કાર્ય સ્ટેટિક હીટિંગને નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડી શકે છે.

તે કેમ કામ કરે છે: વિદ્યુતપ્રવાહનું બુદ્ધિશાળી સંચાલન, જરૂર પડે ત્યારે પૂરતી શક્તિ પૂરી પાડવી, જરૂર ન હોય ત્યારે કચરો ઘટાડવો અને સ્ત્રોતમાંથી ઊર્જા અને ઠંડકની સીધી બચત કરવી.

ઉકેલ ૫: યાંત્રિક માળખું તપાસો અને ફરીથી પસંદ કરો (મૂળભૂત ઉકેલ)

યાંત્રિક નિરીક્ષણ: મોટર શાફ્ટને મેન્યુઅલી ફેરવો (પાવર-ઓફ સ્થિતિમાં) અને અનુભવો કે તે સુંવાળી છે કે નહીં. સમગ્ર ટ્રાન્સમિશન સિસ્ટમ તપાસો કે ત્યાં કોઈ કડકતા, ઘર્ષણ અથવા જામિંગના ક્ષેત્રો નથી. એક સુંવાળી યાંત્રિક સિસ્ટમ મોટર પરનો ભાર ઘણો ઘટાડી શકે છે.

ફરીથી પસંદગી: જો ઉપરોક્ત બધી પદ્ધતિઓ અજમાવવા પછી પણ, મોટર હજુ પણ ગરમ હોય અને ટોર્ક ભાગ્યે જ પૂરતો હોય, તો સંભવ છે કે મોટર ખૂબ નાની પસંદ કરવામાં આવી હોય. મોટરને મોટા સ્પષ્ટીકરણ (જેમ કે NEMA 17 થી NEMA 23 માં અપગ્રેડ કરવું) અથવા ઉચ્ચ રેટેડ કરંટ સાથે બદલવાથી, અને તેને તેના કમ્ફર્ટ ઝોનમાં કામ કરવાની મંજૂરી આપવાથી, કુદરતી રીતે ગરમીની સમસ્યા મૂળભૂત રીતે હલ થશે.

તપાસ કરવા માટે આ પ્રક્રિયા અનુસરો:

માઇક્રો સ્ટેપર મોટરને ભારે ગરમીનો સામનો કરતી વખતે, તમે નીચેની પ્રક્રિયાને અનુસરીને વ્યવસ્થિત રીતે સમસ્યાનું નિરાકરણ લાવી શકો છો:

મોટર ખૂબ જ ગરમ થઈ રહી છે

પગલું 1: તપાસો કે શું ડ્રાઇવ કરંટ ખૂબ વધારે સેટ છે?

પગલું 2: તપાસો કે યાંત્રિક ભાર ખૂબ ભારે છે કે ઘર્ષણ વધારે છે?

પગલું 3: ભૌતિક ઠંડક ઉપકરણો સ્થાપિત કરો

હીટ સિંક જોડો

ફોર્સ્ડ એર કૂલિંગ (નાનો પંખો) ઉમેરો

શું તાપમાનમાં સુધારો થયો છે?

પગલું 4: મોટા મોટર મોડેલ સાથે ફરીથી પસંદ કરવાનું અને બદલવાનું વિચારો.