Елементите, които ще обсъдим в тази глава, са:
Точност на скоростта/плавност/живот и поддръжка/генериране на прах/ефективност/топлина/вибрации и шум/мерки за намаляване на отработените газове/среда на употреба
1. Гиростабилност и точност
Когато двигателят се задвижва с постоянна скорост, той ще поддържа равномерна скорост според инерцията при висока скорост, но ще варира в зависимост от формата на сърцевината на двигателя при ниска скорост.
При безчетковите двигатели с шлиц, привличането между шлицовите зъби и магнита на ротора ще пулсира при ниски скорости. В случая на нашия безчетков двигател с шлиц обаче, тъй като разстоянието между статорното ядро и магнита е постоянно по периферията (което означава, че магнитосъпротивлението е постоянно по периферията), е малко вероятно да се получат вълни дори при ниски напрежения. Скорост.
2. Живот, поддръжка и генериране на прах
Най-важните фактори при сравняване на четкови и безчеткови двигатели са животът, поддръжката и образуването на прах. Тъй като четката и колекторът се допират, когато четковият двигател се върти, контактната част неизбежно се износва поради триене.
В резултат на това целият мотор трябва да се смени, а прахът, причинен от износване, се превръща в проблем. Както подсказва името, безчетковите мотори нямат четки, така че имат по-дълъг живот, по-лесни са за поддръжка и произвеждат по-малко прах от четковите мотори.
3. Вибрации и шум
Четковите двигатели произвеждат вибрации и шум поради триенето между четката и колектора, докато безчетковите двигатели не. Безчетковите двигатели с прорези произвеждат вибрации и шум поради въртящия момент в прореза, но шлицовите двигатели и двигателите с кухи чашки не го правят.
Състоянието, при което оста на въртене на ротора се отклонява от центъра на тежестта, се нарича дисбаланс. Когато небалансираният ротор се върти, се генерират вибрации и шум, които се увеличават с увеличаване на скоростта на двигателя.
4. Ефективност и производство на топлина
Съотношението на изходната механична енергия към входящата електрическа енергия е ефективността на двигателя. Повечето от загубите, които не се превръщат в механична енергия, се превръщат в топлинна енергия, която ще нагрее двигателя. Загубите в двигателя включват:
(1). Загуба на мед (загуба на мощност поради съпротивление на намотката)
(2). Загуба на желязо (загуба от хистерезис на статорното ядро, загуба от вихрови токове)
(3) Механични загуби (загуби, причинени от съпротивлението на триене на лагерите и четките, и загуби, причинени от съпротивлението на въздуха: загуба на съпротивление на вятъра)
Загубите на мед могат да бъдат намалени чрез удебеляване на емайлираната тел, за да се намали съпротивлението на намотката. Ако обаче емайлираната тел е направена по-дебела, намотките ще бъдат трудни за инсталиране в двигателя. Следователно е необходимо да се проектира структурата на намотката, подходяща за двигателя, чрез увеличаване на коефициента на запълване (съотношението на проводника към площта на напречното сечение на намотката).
Ако честотата на въртящото се магнитно поле е по-висока, загубите в желязото ще се увеличат, което означава, че електрическата машина с по-висока скорост на въртене ще генерира много топлина поради загубите в желязото. При загубите в желязо, загубите от вихрови токове могат да бъдат намалени чрез изтъняване на ламинираната стоманена плоча.
Що се отнася до механичните загуби, четковите двигатели винаги имат механични загуби поради съпротивлението на триене между четката и колектора, докато безчетковите двигатели нямат. По отношение на лагерите, коефициентът на триене на сачмените лагери е по-нисък от този на плъзгащите лагери, което подобрява ефективността на двигателя. Нашите двигатели използват сачмени лагери.
Проблемът с нагряването е, че дори ако приложението няма ограничение за самата топлина, топлината, генерирана от двигателя, ще намали неговата производителност.
Когато намотката се нагрее, съпротивлението (импедансът) се увеличава и протичането на тока е трудно, което води до намаляване на въртящия момент. Освен това, когато двигателят се нагрее, магнитната сила на магнита ще бъде намалена чрез термично размагнитване. Следователно, генерирането на топлина не може да се пренебрегне.
Тъй като самарий-кобалтовите магнити имат по-малко термично размагнетизиране от неодимовите магнити поради топлина, самарий-кобалтовите магнити се избират в приложения, където температурата на двигателя е по-висока.
Време на публикуване: 21 юли 2023 г.
