'Mwuaji wa Halijoto ya Juu' wa Motors za Frameless Torque: Hatari ya Kupunguza Sumaku ni Kubwa Gani?

Katika hali za udhibiti wa mwendo wa utendaji wa juu kama vile viungio vya roboti, mikono shirikishi ya roboti, na jedwali za mzunguko wa gari moja kwa moja, motors za torque zisizo na sura zinazidi kuwa za kawaida. Hazina nyumba, hazina fani—kimsingi ni 'rota tupu + stator' ambayo imepachikwa moja kwa moja kwenye muundo wa kimakanika, ikitoa msongamano wa juu wa toko, uthabiti wa juu, na alama ndogo ya miguu.

Hata hivyo, wahandisi wengi hupuuza hatari inayoweza kutokea wakati wa uteuzi na matumizi:  demagnetization isiyoweza kutenduliwa ya sumaku za kudumu kwa joto la juu . Mara tu demagnetization inapotokea, injini hupata kushuka kwa torati, kuongezeka kwa joto, na inaweza hata kuacha kiungo kizima 'dhaifu.'

I. Je, ni sumaku gani katika motor ya torque isiyo na fremu?

Mota za torque zisizo na fremu kwa kawaida ni mota za kusawazisha za sumaku za kudumu, zenye sumaku za kudumu zenye utendakazi wa hali ya juu—zinazojulikana kama 'sumaku' -zilizowekwa juu au ndani ya uso wa rota.

Nyenzo ya kawaida ya sumaku inayotumiwa leo ni  neodymium-iron-boroni (NdFeB) , kwa sababu ya utendaji wake wa kipekee wa sumaku, yenye uwezo wa kutoa mtiririko wa juu wa pengo la hewa kwa ujazo mdogo sana-zinazofaa kwa motors za torque zisizo na fremu ambazo zinahitaji msongamano wa juu sana wa torque.

Lakini NdFeB ina udhaifu wa asili:  upinzani duni wa joto.

II. Je, demagnetization ya halijoto ya juu hutokeaje?

Usumaku wa sumaku za kudumu si 'za kudumu.' Wakati halijoto inapopanda hadi kiwango fulani, upangaji wa vikoa vya sumaku ndani ya sumaku huwa si thabiti, na nguvu ya sumaku hupungua polepole.

Demagnetization imegawanywa katika aina mbili:

1. Uondoaji sumaku unaoweza kugeuzwa

Nguvu za sumaku hupungua kwa muda joto linapoongezeka, lakini hurejea halijoto inaposhuka. Aina hii tayari imehesabiwa katika muundo wa gari na kawaida sio shida mradi tu mipaka haijapitwa.

2. Demagnetization isiyoweza kutenduliwa

Ikiwa halijoto inazidi kikomo cha uvumilivu wa sumaku, au ikiwa uwanja wenye nguvu wa kupunguza sumaku unatumika kwa joto la juu, baadhi ya vikoa vya sumaku hukatizwa kabisa, na sumaku haiwezi kurejesha kikamilifu hata baada ya halijoto kurudi kwa kawaida. Huu ndio  uondoaji sumaku wa kudumu  ambao tunajali sana.

Kwa sumaku za kawaida za NdFeB, halijoto muhimu kwa upunguzaji sumaku usioweza kutenduliwa kwa kawaida huwa kati ya  80°C na 150°C , kulingana na daraja la sumaku. Katika motors za torque zisizo na sura, kwa sababu ya muundo wao wa kompakt na utaftaji duni wa joto, joto la kawaida linaweza kuzidi safu hii wakati wa operesheni.

III. Kwa nini motors za torque zisizo na fremu huathirika zaidi na demagnetization ya joto la juu?

Ikilinganishwa na injini za kitamaduni, injini za torque zisizo na fremu zina 'mitego ya halijoto ya juu' kadhaa:

1. Muundo wa kompakt, njia duni za kusambaza joto

Motors zisizo na muafaka zimeingizwa moja kwa moja kwenye muundo wa mitambo, na eneo la mawasiliano ndogo kati ya stator na nyumba, na kufanya uchimbaji wa joto kuwa mgumu. Viungo vingi vya roboti vimeziba nafasi na hutegemea tu upitishaji wa asili au upitishaji rahisi wa mafuta, na kusababisha halijoto ya ndani kuongezeka.

2. Msongamano mkubwa wa torque unamaanisha msongamano mkubwa wa sasa

Ili kutoa torque ya juu ndani ya kiasi kidogo, motors za torque zisizo na fremu mara nyingi hufanya kazi kwa msongamano wa juu wa sasa. Hasara za shaba ni sawa na mraba wa sasa, na kuzalisha joto kubwa.

3. Hali ya upakiaji wa mara kwa mara

Wakati wa kuanzisha, vituo vya dharura, ulinzi wa mgongano, na matukio ya kushikilia mzigo, mikondo ya magari inaweza kufikia mara 2-3 ya thamani iliyokadiriwa, na kusababisha kuongezeka kwa kasi kwa joto.

4. Sumaku zinakabiliwa moja kwa moja na vyanzo vya joto vilivyo karibu

Sumaku za rotor ziko karibu na vilima vya stator. Joto kutoka kwa stator hutolewa na kuendeshwa kwenye pengo la hewa kwa rotor, na joto la sumaku linaweza kukaribia au hata kuzidi joto la vilima.

IV. Madhara ya demagnetization ya halijoto ya juu

Mara tu demagnetization isiyoweza kutenduliwa inapotokea, gari linaonyesha safu ya shida:

•  Torque hupungua mara kwa mara : Kwa mkondo huo huo, torati ya pato hushuka.

• Nyuma-EMF inapungua : Curve ya tabia ya motor inabadilika, kupunguza usahihi wa udhibiti.

• Hali ya sasa inaongezeka zaidi ili kudumisha torati : Inaongoza kwa kuongeza joto zaidi-mzunguko mbaya.

• Ufanisi wa mfumo hupungua : Matumizi ya juu ya nishati, maisha ya betri kuwa mabaya au matumizi ya jumla ya nishati.

• Uthabiti wa pamoja hudhoofisha : Kwa roboti, usahihi wa nafasi na uwezo wa mzigo huathiriwa.

Kinachofanya kuwa mbaya zaidi ni kwamba uharibifu huu ni wa taratibu na hauwezi kutenduliwa. Watumiaji wanaweza tu kutambua kwamba 'motor inahisi kuwa na nguvu kidogo' baada ya muda, bila kuweza kutambua kosa dhahiri.

V. Jinsi ya kupunguza hatari ya demagnetization ya juu-joto ya sumaku?

Habari njema ni kwamba kupitia uteuzi sahihi, muundo, na mikakati ya kudhibiti, hatari inaweza kupunguzwa kwa kiasi kikubwa.

1. Chagua sumaku zilizo na viwango vya juu vya joto

Sumaku za NdFeB huja katika viwango tofauti vya halijoto, kwa kawaida N, M, H, SH, UH, EH, n.k. Kadiri herufi katika alfabeti inavyoongezeka, ndivyo uwezo wa halijoto unavyoongezeka. Kwa mfano:

•  Mfululizo wa N: joto la juu la uendeshaji 80°C

• H mfululizo: 120°C

• Mfululizo wa SH: 150°C

•  Mfululizo wa UH: 180°C

•  Mfululizo wa EH: 200°C

Kwa motors za torque zisizo na fremu, hasa katika programu za pamoja za roboti, inashauriwa kuchagua angalau  daraja la SH au zaidi , na inapowezekana, UH au EH.

2. Zingatia 'curve ya demagnetization' na sehemu ya goti

Wakati wa uundaji wa injini, sehemu ya uendeshaji ya sumaku inapaswa kukaa mbali na 'kipimo cha goti' kwenye mduara wa demagnetization. Chini ya joto la juu la uendeshaji na kiwango cha juu cha sasa cha demagnetizing, sumaku inapaswa kufanya kazi katika eneo salama. Wakati wa kuchagua, mwombe mtengenezaji atoe miindo ya kupunguza sumaku na data ya uigaji kwa viwango tofauti vya joto.

3. Kuimarisha usimamizi wa joto

• Tumia grisi ya mafuta au usafi wa mafuta kati ya stator na nyumba.

• Tengeneza njia sahihi za kusambaza joto, na kuongeza hewa ya kulazimishwa au baridi ya kioevu ikiwa ni lazima.

• Weka vihisi joto ndani ya injini au karibu na vilima.

• Epuka uendeshaji wa muda mrefu wa mzigo kamili wa motor katika mazingira ya joto la juu.

4. Dhibiti muda wa sasa na wa upakiaji

Weka kiwango cha juu cha sasa na muda kupitia kiendeshi ili kuepuka upakiaji wa muda mrefu. Kwa programu zinazohitaji torati endelevu, zingatia kupunguza kushikilia mkondo au kutumia breki za kiufundi kama usaidizi.

5. Epuka mchanganyiko wa 'kibanda + cha juu'.

Wakati wa duka, back-EMF ni sifuri, na sasa yote inabadilishwa kuwa joto-hii ni mojawapo ya matukio ya hatari zaidi ya demagnetization. Muundo wa mfumo unapaswa kuepuka hali ya muda mrefu ya duka au kutekeleza ulinzi wa duka.

6. Kufuatilia mara kwa mara hali ya magari

Kwa kufuatilia vigezo kama vile back-EMF constant, no-load current, na kupanda kwa halijoto, unaweza kubainisha kwa njia isiyo ya moja kwa moja ikiwa demagnetization imetokea. Mifumo ya hali ya juu inaweza kujumuisha makadirio ya hali ya mtandaoni kulingana na mfano.

VI. Muhtasari

Upunguzaji wa sumaku wa halijoto ya juu katika injini za torque isiyo na fremu ni hatari 'isiyoonekana lakini ya kuua'. Sio dhahiri kama shimoni iliyovunjika au vilima vilivyochomwa, lakini kwa siri huiba torati na usahihi wa injini.

Kwa programu kama vile roboti, jedwali za mzunguko za CNC, na viungio vya kuendesha gari moja kwa moja,  kutumia pesa nyingi zaidi kwenye sumaku za halijoto ya juu wakati wa kuchagua, kuacha kiwango cha ziada cha mafuta katika muundo, na kuongeza ulinzi mmoja zaidi katika udhibiti  kunaweza kuzuia uharibifu mkubwa wa utendaji na masuala ya baada ya mauzo.