Elementy, które omówimy w tym rozdziale to:
Dokładność prędkości/płynność/żywotność i łatwość konserwacji/generowanie pyłu/wydajność/ciepło/wibracje i hałas/środki zaradcze dotyczące spalin/środowisko użytkowania
1. Żyrostowalność i dokładność
Gdy silnik napędzany jest ze stałą prędkością, przy dużej prędkości będzie utrzymywał stałą prędkość zgodnie z bezwładnością, ale przy niskiej prędkości będzie się ona różnić w zależności od kształtu rdzenia silnika.
W przypadku silników bezszczotkowych szczelinowych przyciąganie między zębami szczelinowymi a magnesem wirnika będzie pulsować przy niskich prędkościach.Jednakże w przypadku naszego bezszczotkowego silnika bez szczelin, ponieważ odległość między rdzeniem stojana a magnesem jest stała na obwodzie (co oznacza, że magnetoopór jest stały na obwodzie), jest mało prawdopodobne, aby wytwarzanie tętnienia nawet przy niskich napięciach.Prędkość.
2. Żywotność, łatwość konserwacji i wytwarzanie pyłu
Najważniejszymi czynnikami przy porównywaniu silników szczotkowych i bezszczotkowych są żywotność, łatwość konserwacji i wytwarzanie pyłu.Ponieważ szczotka i komutator stykają się ze sobą, gdy silnik szczotki się obraca, część stykowa nieuchronnie ulegnie zużyciu na skutek tarcia.
W rezultacie konieczna jest wymiana całego silnika, a problemem staje się kurz powstający na skutek zużycia.Jak sama nazwa wskazuje, silniki bezszczotkowe nie mają szczotek, dzięki czemu mają lepszą trwałość, łatwość konserwacji i wytwarzają mniej pyłu niż silniki szczotkowe.
3. Wibracje i hałas
Silniki szczotkowe wytwarzają wibracje i hałas w wyniku tarcia pomiędzy szczotką a komutatorem, podczas gdy silniki bezszczotkowe tego nie robią.Bezszczotkowe silniki szczelinowe wytwarzają wibracje i hałas z powodu momentu obrotowego szczelinowego, ale silniki szczelinowe i silniki z pustym kubkiem nie.
Stan, w którym oś obrotu wirnika odchyla się od środka ciężkości, nazywany jest niewyważeniem.Kiedy niewyważony wirnik obraca się, powstają wibracje i hałas, które zwiększają się wraz ze wzrostem prędkości silnika.
4. Wydajność i wytwarzanie ciepła
Stosunek wyjściowej energii mechanicznej do wejściowej energii elektrycznej to sprawność silnika.Większość strat, które nie stają się energią mechaniczną, staje się energią cieplną, która nagrzewa silnik.Straty silnikowe obejmują:
(1).Strata miedzi (strata mocy spowodowana oporem uzwojenia)
(2).Straty żelaza (utrata histerezy rdzenia stojana, utrata prądu wirowego)
(3) Straty mechaniczne (straty spowodowane oporem tarcia łożysk i szczotek oraz straty spowodowane oporem powietrza: utrata oporu powietrza)
Straty miedzi można zmniejszyć poprzez pogrubienie emaliowanego drutu w celu zmniejszenia oporu uzwojenia.Jeśli jednak emaliowany drut będzie grubszy, zamontowanie uzwojeń w silniku będzie trudne.Dlatego konieczne jest zaprojektowanie konstrukcji uzwojenia odpowiedniej dla silnika poprzez zwiększenie współczynnika wypełnienia (stosunek przewodu do pola przekroju uzwojenia).
Jeśli częstotliwość wirującego pola magnetycznego jest wyższa, straty żelaza wzrosną, co oznacza, że maszyna elektryczna o większej prędkości obrotowej będzie generować dużo ciepła z powodu strat żelaza.W przypadku strat żelaza straty prądów wirowych można zmniejszyć poprzez pocienienie laminowanej płyty stalowej.
Jeśli chodzi o straty mechaniczne, silniki szczotkowe zawsze mają straty mechaniczne spowodowane oporem tarcia pomiędzy szczotką a komutatorem, podczas gdy silniki bezszczotkowe nie.Jeśli chodzi o łożyska, współczynnik tarcia łożysk kulkowych jest niższy niż w przypadku łożysk ślizgowych, co poprawia wydajność silnika.W naszych silnikach zastosowano łożyska kulkowe.
Problem z ogrzewaniem polega na tym, że nawet jeśli aplikacja nie ma ograniczeń co do samego ciepła, ciepło wytwarzane przez silnik zmniejszy jego wydajność.
Kiedy uzwojenie nagrzewa się, rezystancja (impedancja) wzrasta i przepływ prądu jest utrudniony, co powoduje spadek momentu obrotowego.Co więcej, gdy silnik się nagrzeje, siła magnetyczna magnesu zostanie zmniejszona w wyniku rozmagnesowania termicznego.Dlatego nie można ignorować wytwarzania ciepła.
Ponieważ magnesy samarowo-kobaltowe mają mniejszą demagnetyzację termiczną niż magnesy neodymowe ze względu na ciepło, magnesy samarowo-kobaltowe są wybierane w zastosowaniach, w których temperatura silnika jest wyższa.
Czas publikacji: 21 lipca 2023 r