En escenaris de moviment d'-alta velocitat, com poden les plaques de servoaccionament reduir la generació de calor del motor? Quins són els aspectes clau del disseny de dissipació de calor?

Sota la condició de moviment d'alta velocitat, el problema d'escalfament de la placa del servomotor i el motor s'ha de resoldre mitjançant dos mètodes: optimització de paràmetres i disseny de calor. Les següents són solucions tècniques específiques i consideracions clau de disseny:
I. Optimització dels paràmetres de la placa controladora: reducció del consum d'energia ineficaç
Optimització del control del bucle de corrent
Limitació de corrent dinàmica: ajusteu el límit de corrent als requisits de càrrega (per exemple, els paràmetres Pn304 del servo Mitsubishi MR-JE) per evitar el desbordament continu durant el funcionament d'alta-velocitat.
Compensació del temps de mort: el temps de mort de commutació del dispositiu d'alimentació (IGBT/MOSFET) es compensa mitjançant l'algoritme de la placa del controlador per reduir la pèrdua d'harmòniques.
Cas pràctic: en el procés de tall a alta -velocitat d'una màquina-eina CNC, l'augment de temperatura del motor es redueix en 8 graus optimitzant el paràmetre de compensació de la zona morta del bucle de corrent.
Ajust de l'estratègia de modulació PWM
Modulació vectorial espacial (SVPWM): SVPWM millora la utilització de la tensió del bus de CC en un 15% i redueix les pèrdues de commutació en comparació amb l'SPWM tradicional.
Optimització de la freqüència de la portadora: a altes velocitats, una reducció adequada de la freqüència de la portadora (per exemple, de 16 kHz a 12 kHz) pot reduir les pèrdues de commutació, però requereix equilibrar la ondulació de corrent (es recomana la supervisió de l'oscil·loscopi).
Tecnologia de control de debilitament del camp
Debilitat del camp d'alta -velocitat: quan la velocitat del motor supera el valor nominal, l'algoritme de la placa d'accionament debilita el camp magnètic per mantenir l'equilibri de tensió i evitar el sobreescalfament a causa de la força electromotriu posterior excessiva.
Configuració de paràmetres: per exemple, els servos de la sèrie Panasonic A5 requereixen Pr0.08 (freqüència d'inici de debilitament de camp) i Pr0.09 (guany de debilitament de camp).

II. Punts clau del disseny de dissipació de calor: conducció i convecció eficients de la calor
Optimització de la disposició del dispositiu d'alimentació
Dispersió de la font de calor: els components d'alta font de calor, com ara IGBT i condensadors electrolítics, es distribueixen uniformement a la PCB per evitar punts calents locals.
Canal de resistència tèrmica: disseny de PCB multicapa, capes internes de làmines de coure per formar un canal de calor, transferència de calor al dissipador de calor.
Selecció de material de dissipació de calor
Coixinets tèrmics/materials de canvi de fase: coixinets de silicona amb una conductivitat tèrmica superior o igual a 3 W/m·K (per exemple, 8810) s'omplen entre els dispositius d'alimentació i el dissipador de calor, o s'utilitza material de transició de fase per fondre i omplir buits a altes temperatures.
Disseny del radiador:
Espaiat de les aletes: optimitzat a 2-3 mm per equilibrar la turbulència del flux d'aire i la caiguda de pressió.
Tractament superficial: l'anodització o el sorrat augmenta l'àrea de dissipació de calor radiativa.
Disseny de refrigeració per aire:
Convecció forçada: en aplicacions d'-alta velocitat, el ventilador de la turbina (flux d'aire superior o igual a 50 CFM) substitueix el ventilador axial per millorar l'eficiència de dissipació de calor.
Optimització del flux d'aire: el CFD simula el disseny d'una canonada d'aire per garantir que el flux d'aire cobreixi la unitat de potència i l'extrem del motor.
Tecnologies de gestió de l'energia tèrmica
Disposició del sensor de temperatura: els termistors NTC es col·loquen a les temperatures de la unió IGBT, a les superfícies dels condensadors electrolítics i al bobinatge del motor per al control de la temperatura-en temps real.
Reducció de pressió dinàmica: quan la temperatura supera el llindar, la placa d'accionament redueix automàticament la potència de sortida (per exemple, la sèrie Yaskawa Sigma -7 s'estableix mitjançant la configuració del paràmetre Pn50A).
Assistència de refrigeració líquida: per a aplicacions d'ultra-alta- velocitat (com ara l'eix CNC), es poden utilitzar dissenys de plaques de refrigeració líquida i plaques d'accionament integrades per refredar amb oli de transferència de calor circulant.

III. Optimització col·laborativa a nivell-del sistema
Coincidència del motor i la placa de conducció
Ajust de la relació d'inèrcia: a altes velocitats, augmenteu la relació d'inèrcia del motor adequadament (p. ex., mitjançant la configuració Pr0.12 de la sèrie Panasonic MINAS A6) per reduir la pèrdua d'energia durant l'acceleració/desacceleració.
Selecció de la constant EMF inversa: seleccioneu un motor amb un valor més baix de la EMF inversa per reduir la pressió Ke sobre el controlador d'un EMF inversa{0}}d'alta velocitat.
Optimització de la transmissió mecànica
Transmissió directa: adopteu un motor d'accionament directe (DDM) en lloc de la transmissió d'engranatges, elimineu les pèrdues per fricció mecànica.
Pre-estrènyer dels coixinets: per als motors d'eix d'-alta velocitat, el coixinet s'estan-preprent amb força hidràulica o molla per reduir la vibració i la generació de calor.
IV. INTRODUCCIÓ Mètodes de prova i verificació
Detecció d'imatge tèrmica: la distribució de la temperatura superficial de la placa d'accionament i el motor es controla mitjançant un instrument d'imatge tèrmica d'infrarojos per identificar els punts calents.
Prova de doble pols: les formes d'ona de commutació IGBT es capturen mitjançant un oscil·loscopi per verificar el temps d'inactivitat i les pèrdues de commutació.
Prova de vida accelerada: 2.000 hores de funcionament continu a altes temperatures (p. ex. . 60 graus) per verificar la fiabilitat dels condensadors electrolítics i les instal·lacions elèctriques.