У цьому розділі ми обговоримо такі пункти:
Точність швидкості/плавність ходу/термін служби та ремонтопридатність/пилоутворення/ефективність/тепло/вібрація та шум/заходи щодо запобігання вихлопним газам/середовище використання
1. Гіростабільність та точність
Коли двигун обертається зі сталою швидкістю, він підтримуватиме рівномірну швидкість відповідно до інерції на високій швидкості, але вона змінюватиметься залежно від форми сердечника двигуна на низькій швидкості.
Для безщіткових двигунів з шліцами притягання між шліцьовими зубцями та магнітом ротора пульсуватиме на низьких швидкостях. Однак у випадку нашого безщіткового безщіткового двигуна, оскільки відстань між осердям статора та магнітом є постійною по колу (тобто магнітоопір є постійним по колу), малоймовірно, що пульсації виникнуть навіть при низьких напругах. Швидкість.
2. Термін служби, ремонтопридатність та пилоутворення
Найважливішими факторами при порівнянні щіткових та безщіткових двигунів є термін служби, ремонтопридатність та утворення пилу. Оскільки щітка та колектор контактують один з одним під час обертання щіткового двигуна, контактна частина неминуче зношується через тертя.
В результаті, потрібно замінити весь двигун, а пил від зносу стає проблемою. Як випливає з назви, безщіткові двигуни не мають щіток, тому вони мають кращий термін служби, ремонтопридатність і виробляють менше пилу, ніж щіткові двигуни.
3. Вібрація та шум
Щіткові двигуни створюють вібрацію та шум через тертя між щіткою та колектором, тоді як безщіткові двигуни цього не роблять. Шліцьові безщіткові двигуни створюють вібрацію та шум через крутний момент у шліцах, але шліцьові двигуни та двигуни з порожнистою чашкою цього не роблять.
Стан, за якого вісь обертання ротора відхиляється від центру ваги, називається дисбалансом. Коли обертається незбалансований ротор, виникають вібрація та шум, які посилюються зі збільшенням швидкості двигуна.
4. Ефективність та теплоутворення
Співвідношення вихідної механічної енергії до вхідної електричної енергії – це коефіцієнт корисної дії двигуна. Більшість втрат, які не перетворюються на механічну енергію, перетворюються на теплову енергію, яка нагріває двигун. Втрати двигуна включають:
(1). Втрати в міді (втрати потужності через опір обмотки)
(2). Втрати в залізі (гістерезисні втрати в осерді статора, втрати на вихрові струми)
(3) Механічні втрати (втрати, спричинені опором тертя підшипників та щіток, а також втрати, спричинені опором повітря: втрати опору вітру)
Втрати міді можна зменшити, потовщуючи емальований дріт для зменшення опору обмотки. Однак, якщо емальований дріт зробити товщим, обмотки буде важко встановити в двигун. Тому необхідно розробити структуру обмотки, відповідну для двигуна, збільшивши коефіцієнт шпаруватості (співвідношення довжини провідника до площі поперечного перерізу обмотки).
Якщо частота обертового магнітного поля вища, втрати в сталі зростуть, а це означає, що електрична машина з вищою швидкістю обертання генеруватиме багато тепла через втрати в сталі. Втрати в сталі на вихрові струми можна зменшити, стоншивши ламіновану сталеву пластину.
Щодо механічних втрат, щіткові двигуни завжди мають механічні втрати через опір тертя між щіткою та колектором, тоді як безщіткові двигуни їх не мають. Що стосується підшипників, то коефіцієнт тертя кулькових підшипників нижчий, ніж у підшипників ковзання, що підвищує ефективність двигуна. Наші двигуни використовують кулькові підшипники.
Проблема з нагріванням полягає в тому, що навіть якщо застосування не має обмеження щодо самого нагрівання, тепло, що генерується двигуном, знизить його продуктивність.
Коли обмотка нагрівається, опір (імпеданс) збільшується, і струму важко протікати, що призводить до зменшення крутного моменту. Більше того, коли двигун нагрівається, магнітна сила магніту зменшується через термічне розмагнічування. Тому не можна ігнорувати виділення тепла.
Оскільки самарій-кобальтові магніти мають менше теплове розмагнічування через нагрівання, ніж неодимові магніти, самарій-кобальтові магніти вибираються в тих випадках, коли температура двигуна вища.
Час публікації: 21 липня 2023 р.
