Položky, které budeme v této kapitole probírat, jsou:
Přesnost rychlosti/plynulost chodu/životnost a udržovatelnost/tvorba prachu/účinnost/teplo/vibrace a hluk/opatření proti výfukovým plynům/prostředí použití
1. Gyrostabilita a přesnost
Když je motor poháněn stálou rychlostí, bude si při vysokých otáčkách udržovat rovnoměrnou rychlost v závislosti na setrvačnosti, ale při nízkých otáčkách se bude měnit v závislosti na tvaru jádra motoru.
U drážkovaných bezkartáčových motorů bude přitažlivost mezi drážkovanými zuby a magnetem rotoru pulzovat při nízkých rychlostech. V případě našeho bezkartáčového bezkartáčového motoru je však vzhledem k tomu, že vzdálenost mezi jádrem statoru a magnetem je po obvodu konstantní (což znamená, že magnetorezistence je po obvodu konstantní), nepravděpodobné, že by docházelo k vlnění i při nízkých napětích. Rychlost.
2. Životnost, údržba a tvorba prachu
Nejdůležitějšími faktory při porovnávání kartáčových a bezkartáčových motorů jsou životnost, údržba a tvorba prachu. Protože se kartáč a komutátor při otáčení kartáčového motoru vzájemně dotýkají, kontaktní část se nevyhnutelně opotřebuje v důsledku tření.
V důsledku toho je nutné vyměnit celý motor a problémem se stává prach způsobený opotřebením. Jak název napovídá, bezkartáčové motory nemají žádné kartáče, takže mají delší životnost, snadnější údržbu a produkují méně prachu než kartáčové motory.
3. Vibrace a hluk
Kartáčové motory produkují vibrace a hluk v důsledku tření mezi kartáčem a komutátorem, zatímco bezkartáčové motory nikoli. Drážkované bezkartáčové motory produkují vibrace a hluk v důsledku drážkového krouticího momentu, ale drážkované motory a motory s dutým hrncem nikoli.
Stav, ve kterém se osa otáčení rotoru odchyluje od těžiště, se nazývá nevyváženost. Při otáčení nevyváženého rotoru vznikají vibrace a hluk, které se zvyšují se zvyšujícími se otáčkami motoru.
4. Účinnost a výroba tepla
Poměr výstupní mechanické energie k vstupní elektrické energii je účinnost motoru. Většina ztrát, které se nestanou mechanickou energií, se stává tepelnou energií, která motor zahřívá. Ztráty motoru zahrnují:
(1). Ztráta mědi (ztráta výkonu v důsledku odporu vinutí)
(2). Ztráta železa (hysterezní ztráta jádra statoru, ztráta vířivými proudy)
(3) Mechanické ztráty (ztráta způsobená třecím odporem ložisek a kartáčů a ztráta způsobená odporem vzduchu: ztráta odporu větru)
Ztráty mědi lze snížit zesílením smaltovaného drátu, čímž se sníží odpor vinutí. Pokud je však smaltovaný drát silnější, bude obtížné instalovat vinutí do motoru. Proto je nutné navrhnout strukturu vinutí vhodnou pro motor zvýšením činitele pracovního cyklu (poměr vodiče k ploše průřezu vinutí).
Pokud je frekvence rotujícího magnetického pole vyšší, zvýší se ztráta v železe, což znamená, že elektrický stroj s vyšší rychlostí otáčení bude v důsledku ztráty v železe generovat velké množství tepla. U ztrát v železe lze ztráty vířivými proudy snížit ztenčením laminovaného ocelového plechu.
Pokud jde o mechanické ztráty, kartáčové motory mají vždy mechanické ztráty v důsledku třecího odporu mezi kartáčem a komutátorem, zatímco bezkartáčové motory nikoli. Co se týče ložisek, koeficient tření kuličkových ložisek je nižší než u kluzných ložisek, což zlepšuje účinnost motoru. Naše motory používají kuličková ložiska.
Problém s ohřevem spočívá v tom, že i když aplikace nemá žádné omezení pro samotné teplo, teplo generované motorem sníží jeho výkon.
Když se vinutí zahřeje, odpor (impedance) se zvýší a proud protéká obtížně, což má za následek snížení točivého momentu. Navíc, když se motor zahřeje, magnetická síla magnetu se sníží v důsledku tepelné demagnetizace. Proto nelze ignorovat vznik tepla.
Protože samarium-kobaltové magnety mají menší tepelnou demagnetizaci než neodymové magnety v důsledku tepla, volí se samarium-kobaltové magnety v aplikacích, kde je teplota motoru vyšší.
Čas zveřejnění: 21. července 2023
