У цьому розділі ми обговоримо:
Точність швидкості/плавність/термін служби та ремонтопридатність/утворення пилу/ефективність/тепло/вібрація та шум/заходи протидії вихлопу/середовище використання
1. Гіростабільність і точність
Коли двигун працює на постійній швидкості, він підтримуватиме рівномірну швидкість відповідно до інерції на високій швидкості, але змінюватиметься відповідно до форми серцевини двигуна на низькій швидкості.
Для безщіткових двигунів із щілинами тяжіння між зубцями з щілинами та магнітом ротора буде пульсувати на низьких швидкостях.Однак у випадку нашого безщіткового безщілинного двигуна, оскільки відстань між осердям статора та магнітом постійна по колу (це означає, що магнітоопір постійний по колу), навряд чи створюватимуться пульсації навіть за низьких напруг.швидкість.
2. Термін служби, ремонтопридатність і утворення пилу
Найважливішими факторами при порівнянні щіткових і безщіткових двигунів є термін служби, ремонтопридатність і утворення пилу.Оскільки щітка і колектор контактують один з одним, коли двигун щітки обертається, контактна частина неминуче зношується через тертя.
Як наслідок, весь двигун потребує заміни, а пил через уламки зносу стає проблемою.Як випливає з назви, безщіточні двигуни не мають щіток, тому вони мають кращий термін служби, ремонтопридатність і виробляють менше пилу, ніж щіткові двигуни.
3. Вібрація і шум
Щіткові двигуни створюють вібрацію та шум через тертя між щіткою та комутатором, а безщіточні – ні.Безщіточні двигуни з щілинами створюють вібрацію та шум через крутний момент щілин, а двигуни з щілинами та двигуни з порожнистими чашками — ні.
Стан, при якому вісь обертання ротора відхиляється від центру ваги, називається дисбалансом.Коли незбалансований ротор обертається, виникають вібрація та шум, які збільшуються зі збільшенням швидкості двигуна.
4. ККД і тепловиділення
Відношення вихідної механічної енергії до вхідної електричної енергії є ККД двигуна.Більшість втрат, які не стають механічною енергією, перетворюються на теплову енергію, яка нагріє двигун.Втрати двигуна включають:
(1).Втрата міді (втрата потужності через опір обмотки)
(2).Втрати заліза (втрати на гістерезис сердечника статора, втрати на вихрові струми)
(3) Механічні втрати (втрати, викликані опором тертя підшипників і щіток, і втрати, викликані опором повітря: втрата опору вітру)
Втрати міді можна зменшити шляхом потовщення емальованого дроту для зменшення опору обмотки.Однак якщо емальований провід зробити товщі, обмотки буде важко встановити в двигун.Тому необхідно розробити структуру обмотки, яка підходить для двигуна, збільшивши коефіцієнт навантаження (відношення провідника до площі поперечного перерізу обмотки).
Якщо частота обертового магнітного поля вища, втрати заліза збільшаться, а це означає, що електрична машина з більшою швидкістю обертання буде генерувати багато тепла через втрати заліза.У втратах у залізі втрати на вихрові струми можна зменшити шляхом потоншення ламінованої сталевої пластини.
Щодо механічних втрат, щіткові двигуни завжди мають механічні втрати через опір тертя між щіткою та комутатором, тоді як безщіточні двигуни не мають.Що стосується підшипників, то коефіцієнт тертя кулькових підшипників нижчий, ніж у підшипників ковзання, що покращує ефективність двигуна.У наших двигунах використовуються кулькові підшипники.
Проблема з нагріванням полягає в тому, що навіть якщо програма не має обмежень щодо самого тепла, тепло, що виділяється двигуном, зменшить його продуктивність.
Коли обмотка нагрівається, опір (імпеданс) зростає, і струму важко проходити, що призводить до зменшення крутного моменту.Крім того, коли двигун стає гарячим, магнітна сила магніту буде зменшена термічним розмагнічуванням.Тому не можна ігнорувати виділення тепла.
Оскільки самарієво-кобальтові магніти мають меншу термічну розмагнічуваність, ніж неодимові магніти через нагрівання, самарієво-кобальтові магніти вибирають у випадках, коли температура двигуна вища.
Час публікації: 21 липня 2023 р