Разлика в производителността на двигателя 1: скорост/въртящ момент/размер
В света има всякакви видове двигатели. Големи двигатели и малки двигатели. Двигател, който се движи напред-назад, вместо да се върти. Двигател, за който на пръв поглед не е очевидно защо е толкова скъп. Всички двигатели обаче са избрани с причина. И така, какъв вид двигател, производителност или характеристики трябва да има вашият идеален двигател?
Целта на тази поредица е да предостави знания за това как да изберете идеалния двигател. Надяваме се, че ще ви бъде полезна, когато избирате такъв. И се надяваме, че ще помогне на хората да научат основите на двигателите.
Разликите в производителността, които ще бъдат обяснени, ще бъдат разделени на два отделни раздела, както следва:
Скорост/Въртящ момент/Размер/Цена ← Елементите, които ще обсъдим в тази глава
Точност на скоростта/плавност/живот и поддръжка/генериране на прах/ефективност/топлина
Производство на енергия/вибрации и шум/мерки за борба с отработените газове/среда на употреба
1. Очаквания към двигателя: въртеливо движение
Двигател обикновено се отнася до двигател, който получава механична енергия от електрическа енергия и в повечето случаи се отнася до двигател, който получава въртеливо движение. (Съществува и линеен двигател, който получава праволинейно движение, но този път ще го пропуснем.)
И така, какъв вид въртене искате? Искате ли да се върти мощно като бормашина или искате да се върти слабо, но с висока скорост като електрически вентилатор? Като се фокусираме върху разликата в желаното въртеливо движение, двете свойства - скоростта на въртене и въртящият момент - стават важни.
2. Въртящ момент
Въртящият момент е силата на въртене. Единицата за въртящ момент е N·m, но в случай на малки двигатели обикновено се използва mN·m.
Двигателят е проектиран по различни начини за увеличаване на въртящия момент. Колкото повече навивки има електромагнитният проводник, толкова по-голям е въртящият момент.
Тъй като броят на намотките е ограничен от фиксирания размер на бобината, се използва емайлиран проводник с по-голям диаметър.
Нашата серия безчеткови двигатели (TEC) с размери 16 мм, 20 мм и 22 мм, както и 24 мм, 28 мм, 36 мм, 42 мм, 8 вида с външен диаметър 60 мм. Тъй като размерът на бобината също се увеличава с диаметъра на двигателя, може да се постигне по-висок въртящ момент.
Мощни магнити се използват за генериране на големи въртящи моменти, без да се променя размерът на двигателя. Неодимовите магнити са най-мощните постоянни магнити, следвани от самарий-кобалтовите магнити. Въпреки това, дори ако използвате само силни магнити, магнитната сила ще изтече от двигателя и изтичащата магнитна сила няма да допринесе за въртящия момент.
За да се възползва максимално от силния магнетизъм, тънък функционален материал, наречен електромагнитна стоманена плоча, се ламинира, за да оптимизира магнитната верига.
Освен това, тъй като магнитната сила на самариево-кобалтовите магнити е стабилна на температурни промени, използването на самариево-кобалтови магнити може стабилно да задвижва двигателя в среда с големи температурни промени или високи температури.
3. Скорост (обороти)
Броят обороти на двигателя често се нарича „скорост“. Това е производителността, която показва колко пъти двигателят се завърта за единица време. Въпреки че „rpm“ обикновено се използва като обороти в минута, в системата SI се изразява и като „min-1“.
В сравнение с въртящия момент, увеличаването на броя на оборотите не е технически трудно. Просто намалете броя на навивките в бобината, за да увеличите броя на навивките. Тъй като обаче въртящият момент намалява с увеличаване на броя на оборотите, е важно да се спазят изискванията както за въртящ момент, така и за обороти.
Освен това, ако се използва при висока скорост, най-добре е да се използват сачмени лагери, а не плъзгащи лагери. Колкото по-висока е скоростта, толкова по-голяма е загубата на съпротивление на триене и толкова по-кратък е животът на двигателя.
В зависимост от точността на вала, колкото по-висока е скоростта, толкова по-големи са проблемите, свързани с шума и вибрациите. Тъй като безчетковият двигател няма нито четка, нито колектор, той произвежда по-малко шум и вибрации от четковия двигател (който поставя четката в контакт с въртящия се колектор).
Стъпка 3: Размер
Що се отнася до идеалния двигател, размерът му също е един от важните фактори за производителност. Дори ако скоростта (оборотите) и въртящият момент са достатъчни, е безсмислено да не може да се монтира на крайния продукт.
Ако просто искате да увеличите скоростта, можете да намалите броя на навивките на жицата, дори ако броят на навивките е малък, но освен ако няма минимален въртящ момент, тя няма да се върти. Следователно е необходимо да се намерят начини за увеличаване на въртящия момент.
В допълнение към използването на гореспоменатите силни магнити, е важно също така да се увеличи коефициентът на запълване на намотката. Говорихме за намаляване на броя на намотките на проводника, за да се осигури броят на оборотите, но това не означава, че проводникът е свободно навит.
Чрез използване на дебели проводници, вместо намаляване на броя на намотките, могат да протичат големи количества ток и да се получи висок въртящ момент дори при същата скорост. Пространственият коефициент е индикатор за това колко плътно е навит проводникът. Независимо дали става въпрос за увеличаване на броя на тънките навивки или намаляване на броя на дебелите навивки, той е важен фактор за получаване на въртящ момент.
Като цяло, изходната мощност на двигателя зависи от два фактора: желязо (магнит) и мед (намотка).
Време на публикуване: 21 юли 2023 г.
