一种步进电机发热控制方法及系统技术方案

本发明专利技术适用于步进电机技术领域，提供了一种步进电机发热控制方法及系统，包括：采集模块、处理模块、降温模块、平衡模块和报警模块；采集模块，所述采集模块用于采集系统所要使用的温度和热成像信息；处理模块，所述处理模块用于接收采集模块和平衡模块采集的信息并对信息进行分析处理、储存并发出控制指令；降温模块，所述降温模块用于接收处理模块发出的指令信息并进行降温操作，所述降温模块内置水冷降温系统；通过采集模块采集信息，接着通过处理模块分析采集信息并通过处理模块分析信息，然后处理模块处理信息，并控制降温模块、平衡模块和报警模块驱动，可实现自动控制降温，防止降温过快，或者温度差异,保障装置稳定运行。或者温度差异,保障装置稳定运行。或者温度差异,保障装置稳定运行。

【技术实现步骤摘要】
一种步进电机发热控制方法及系统


[0001]本专利技术属于步进电机
，尤其涉及一种步进电机发热控制方法及系统。

技术介绍

[0002]一般常见的各类电机，内部都是有铁芯和绕组线圈的。绕组有电阻，通电会发作损耗，损耗巨细与电阻和电流的平方成正比，这便是咱们常说的铜损，假定电流不是规范的直流或正弦波，还会发作谐波损耗；铁心有磁滞涡流效应，在交变磁场中也会发作损耗，其巨细与资料，电流，频率，电压有关，这叫铁损。铜损和铁损都会以发热的办法表现出来，然后影响电机的功率。步进电机通常寻求定位精度和力矩输出，功率比照低，电流转常比照大，且谐波成分高，电流交变的频率也随转速而改动，因而步进电机广泛存在发热心况，且状况比通常沟通电机严峻。
[0003]电机发热尽管通常不会影响电机的寿数，对大大都客户没必要答理。可是严峻时会带来一些负面影响。如电机内部各有些热胀大系数纷歧样致使构造应力的改动和内部气隙的纤细改动，会影响电机的动态照料，高速会简略失步。又如有些场合不容许电机的过度发热，如医疗器械和高精度的查验设备等。因而对电机的发热应当进行必要的操控。
[0004]综上为了削减电机发热对电机使用造成的影响，我们提出一种步进电机发热控制方法及系统。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例是这样实现的，一种步进电机发热控制系统，包括：采集模块、处理模块、降温模块、平衡模块和报警模块；
[0006]采集模块，所述采集模块用于采集系统所要使用的温度和热成像信息；
[0007]处理模块，所述处理模块用于接收采集模块和平衡模块采集的信息并对信息进行分析处理、储存并发出控制指令；
[0008]降温模块，所述降温模块用于接收处理模块发出的指令信息并进行降温操作，所述降温模块内置水冷降温系统；
[0009]平衡模块，所述平衡模块用于检测电机与安装架之间的形变并将信息反馈给处理模块，以及接收处理模块处理的信息平衡电机的电机安装架之间的温度；
[0010]报警模块，所述报警模块用于接收处理模块发布的报警指令，并进行报警。
[0011]作为本专利技术的一种优选实施方案，所述采集模块包括：
[0012]热成像单元，所述热成像单元与处理模块连接，所述热成像单元为热成像相机，用于采集步进电机的热成像图像并将图像反馈给处理模块；
[0013]环境温度检测单元，所述环境温度检测单元与处理模块连接，所述环境温度检测单元用于采集环境温度信息并反馈给处理器模块；
[0014]电机温度检测单元，所述电机温度检测单元用于检测电机温度，其分别采集电机表面温度以及电机核心温度；
[0015]机架温度检测单元，所述机架温度检测单元安装在电机所安装的支撑架上，用于采集电机所安装的支持架的温度信息；
[0016]水温检测单元，所述水温检测单元用于检测降温模块内置的水冷降温系统的水温。
[0017]作为本专利技术的一种优选实施方案，所述处理模块包括：
[0018]计算单元，所述计算单元分别与热成像单元、环境温度检测单元、机架温度检测单元和水温检测单元连接，用于接收温度信息以及热成像信息，并与预设模式信息进行对比以发布相对应的控制指令信息；
[0019]储存单元，所述储存单元用于储存计算单元采集接收的温度信息，以及储存预设水温信息对应的控制指令；
[0020]通讯单元，所述通讯单元用于将计算单元接收的温度信息，以及发布指令信上传到云端，便于在故障的时候排查故障信息；
[0021]开关单元，所述开关单元用于节后计算单元发布指令，并驱动降温模块、报警模块和平衡模块运行；
[0022]自检单元，所述自检单元用于在开启的时候自检，确定系统中各个单元均正常运行。
[0023]作为本专利技术的一种优选实施方案，所述降温模块包括：
[0024]被动散热单元，所述被动散热单元直接安装在电机上，所述被动散热单元为鳍片式散热器用于进行被动散热；
[0025]主动散热单元，所述主动散热单元安装在被动散热单元上，用于进行主动散热，增加降温效果；
[0026]外部温控单元，所述外部温控单元与被动散热单元连接，用于进一步辅助进行散热。
[0027]作为本专利技术的一种优选实施方案，所述平衡模块包括：
[0028]压力传感器，所述压力传感器安装在电机与电机支撑架之间，用于实时采集电机与支架之间压力情况并反馈给计算单元；
[0029]支架温控单元，所述支架温控单元安装在电机安装架上，用于接受计算单元指令控制支架的温度从而实现控制支架的热障冷缩。
[0030]作为本专利技术的一种优选实施方案，所述压力传感器设置有四组每组两个，且分别位于电机的四周，用于获取电机与支架接触面不同角度温度情况，所述支架温控单元数量与压力传感器设置有四组，且分别与电机四周的压力传感器对应。
[0031]作为本专利技术的一种优选实施方案，所述外部降温单元与主动散热单元均为水冷式降温，其中所述主动散热单元为封闭散热单元其冷却介质为封闭循环冷却水，外部降温单元为开放式水冷散热其冷却介质为外接低温介质水。
[0032]一种步进电机发热控制方法，包括：
[0033]步骤1：设置温度，通过处理模块预设电机温度膨胀系数A
d
及电机支架材料的温度膨胀系数A
j
，预设电机正常运行温度范围(T
min
，T
max
)，预设电机与电机支架接触安全压力范围(F
min
，F
max
)；
[0034]步骤2：获取温度信息，通过采集模块分别采集热成像信息、环境温度T
y
、电机温度
度T
d
、机架温度度T
j
和降温模块中的水温度T
s
；
[0035]步骤3：分析温度需求，通过处理模块接收温度信息后，与预设温度信息进行对比分析，依据外界温度、电机温度、水温、机架温度等进行分析，启动保护模式，并对降温模块和平衡模块发布对应指令，同时实时监测电机和支架连接部位的压力F，结合温度信息判断是否需要调整温度情况；
[0036]步骤4：温度控制，启动保护模式的时候，依据保护模式的类型选择驱动降温模块和平衡模块工作；
[0037]步骤5：监控和实时报警，在温度和装置工作异常的时候报警模块驱动报警。
[0038]作为本专利技术的一种优选实施方案，所述步骤2中通讯模块的通讯方式包括有线通讯和无线通讯两种方式。
[0039]作为本专利技术的一种优选实施方案，所述温度控制具有三种保护模式分别为：
[0040]普通模式，在电机工作温度达到，当T
min
＜T
d
＜T
max
,T
y
＜T
max
，此时进启动被动散热单元进行降温；当T
d
＞T
max
，T
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种步进电机发热控制系统，其特征在于，包括：采集模块、处理模块、降温模块、平衡模块和报警模块；采集模块，所述采集模块用于采集系统所要使用的温度和热成像信息；处理模块，所述处理模块用于接收采集模块和平衡模块采集的信息并对信息进行分析处理、储存并发出控制指令；降温模块，所述降温模块用于接收处理模块发出的指令信息并进行降温操作，所述降温模块内置水冷降温系统；平衡模块，所述平衡模块用于检测电机与安装架之间的形变并将信息反馈给处理模块，以及接收处理模块处理的信息平衡电机的电机安装架之间的温度；报警模块，所述报警模块用于接收处理模块发布的报警指令，并进行报警。2.如权利要求1所述的一种步进电机发热控制系统，其特征在于，所述采集模块包括：热成像单元，所述热成像单元与处理模块连接，所述热成像单元为热成像相机，用于采集步进电机的热成像图像并将图像反馈给处理模块；环境温度检测单元，所述环境温度检测单元与处理模块连接，所述环境温度检测单元用于采集环境温度信息并反馈给处理器模块；电机温度检测单元，所述电机温度检测单元用于检测电机温度，其分别采集电机表面温度以及电机核心温度；机架温度检测单元，所述机架温度检测单元安装在电机所安装的支撑架上，用于采集电机所安装的支持架的温度信息；水温检测单元，所述水温检测单元用于检测降温模块内置的水冷降温系统的水温。3.如权利要求2所述的一种步进电机发热控制系统，其特征在于，所述处理模块包括：计算单元，所述计算单元分别与热成像单元、环境温度检测单元、机架温度检测单元和水温检测单元连接，用于接收温度信息以及热成像信息，并与预设模式信息进行对比以发布相对应的控制指令信息；储存单元，所述储存单元用于储存计算单元采集接收的温度信息，以及储存预设水温信息对应的控制指令；通讯单元，所述通讯单元用于将计算单元接收的温度信息，以及发布指令信上传到云端，便于在故障的时候排查故障信息；开关单元，所述开关单元用于节后计算单元发布指令，并驱动降温模块、报警模块和平衡模块运行；自检单元，所述自检单元用于在开启的时候自检，确定系统中各个单元均正常运行。4.如权利要求3所述的一种步进电机发热控制系统，其特征在于，所述降温模块包括：被动散热单元，所述被动散热单元直接安装在电机上，所述被动散热单元为鳍片式散热器用于进行被动散热；主动散热单元，所述主动散热单元安装在被动散热单元上，用于进行主动散热，增加降温效果；外部温控单元，所述外部温控单元与被动散热单元连接，用于进一步辅助进行散热。5.如权利要求4所述的一种步进电机发热控制系统，其特征在于，所述平衡模块包括：压力传感器，所述压力传感器安装在电机与电机支撑架之间，用于实时采集电机与支
架之间压力情况并反馈给计算单元；支架温控单元，所述支架温控单元安装在电机安装架上，用于接受计算单元指令控制支架的温度从而实现控制支架的热障冷缩。6.如权利要5所述的一种步进电机发热控制系统，其特征在于，所述压力传感器设置有四组每组两个，且分别位于电机的四周，用于获取电机与支架接触面不同角度温度情况，所述支架温控单元数量与压力传感器设置有四组，且分别与电机四周的压力传感器对应。7.如权利要求4所述的一种步进电机发热控制系统，其特征在于，所述外部降温单元与主动散热单元均为水冷式降温，其中所述主动散热单元为封闭散热单元其冷却介质为封闭循环冷却水，外部降温单元为开放式水冷散热其冷却介质为外接低温介质水。8.一种步进...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋爱民，
申请(专利权)人：苏州东英高电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：