W tym rozdziale omówimy następujące kwestie:
Dokładność prędkości/płynność/żywotność i łatwość konserwacji/generowanie pyłu/sprawność/ciepło/wibracje i hałas/środki zaradcze dotyczące spalin/środowisko użytkowania
1. Żyroskopowość i dokładność
Gdy silnik pracuje ze stałą prędkością, przy dużej prędkości utrzymuje jednolitą prędkość zgodnie z bezwładnością, ale przy małej prędkości będzie się ona zmieniać w zależności od kształtu rdzenia silnika.
W przypadku silników bezszczotkowych z rowkami przyciąganie między zębami z rowkami a magnesem wirnika będzie pulsować przy niskich prędkościach. Jednak w przypadku naszego silnika bezszczotkowego bez rowków, ponieważ odległość między rdzeniem stojana a magnesem jest stała na obwodzie (co oznacza, że magnetorezystancja jest stała na obwodzie), mało prawdopodobne jest, aby wytworzył on tętnienia nawet przy niskich napięciach. Prędkość.
2. Żywotność, łatwość konserwacji i generowanie pyłu
Najważniejszymi czynnikami przy porównywaniu silników szczotkowych i bezszczotkowych są żywotność, łatwość konserwacji i generowanie pyłu. Ponieważ szczotka i komutator stykają się ze sobą, gdy silnik szczotkowy się obraca, część stykowa nieuchronnie zużyje się z powodu tarcia.
W rezultacie cały silnik musi zostać wymieniony, a kurz z powodu zanieczyszczeń zużycia staje się problemem. Jak sama nazwa wskazuje, silniki bezszczotkowe nie mają szczotek, więc mają dłuższą żywotność, są łatwiejsze w utrzymaniu i wytwarzają mniej pyłu niż silniki szczotkowe.
3. Wibracje i hałas
Silniki szczotkowe wytwarzają wibracje i hałas z powodu tarcia między szczotką a komutatorem, podczas gdy silniki bezszczotkowe nie. Bezszczotkowe silniki szczelinowe wytwarzają wibracje i hałas z powodu momentu obrotowego szczelinowego, ale silniki szczelinowe i silniki z pustą misą nie.
Stan, w którym oś obrotu wirnika odchyla się od środka ciężkości, nazywa się niewyważeniem. Gdy niewyważony wirnik obraca się, powstają drgania i hałas, które zwiększają się wraz ze wzrostem prędkości silnika.
4. Wydajność i generacja 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 silnika obejmują:
(1). Strata miedzi (strata mocy spowodowana rezystancją uzwojenia)
(2). Straty żelaza (straty histerezy rdzenia stojana, straty prądów wirowych)
(3) Strata mechaniczna (strata spowodowana oporem tarcia łożysk i szczotek oraz strata spowodowana oporem powietrza: strata spowodowana oporem wiatru)
Straty miedzi można zmniejszyć, pogrubiając emaliowany przewód, aby zmniejszyć rezystancję uzwojenia. Jednakże, jeśli emaliowany przewód jest grubszy, uzwojenia będą trudne do zainstalowania w silniku. Dlatego konieczne jest zaprojektowanie struktury uzwojenia odpowiedniej dla silnika poprzez zwiększenie współczynnika wypełnienia (stosunek przewodnika do powierzchni przekroju uzwojenia).
Jeśli częstotliwość wirującego pola magnetycznego jest wyższa, strata żelaza wzrośnie, co oznacza, że maszyna elektryczna o wyższej prędkości obrotowej wygeneruje dużo ciepła z powodu straty żelaza. W stratach żelaza straty prądów wirowych można zmniejszyć, ścieńczając laminowaną blachę stalową.
Jeśli chodzi o straty mechaniczne, silniki szczotkowe zawsze mają straty mechaniczne z powodu oporu tarcia między szczotką a komutatorem, podczas gdy silniki bezszczotkowe ich nie mają. Jeśli chodzi o łożyska, współczynnik tarcia łożysk kulkowych jest niższy niż łożysk ślizgowych, co poprawia wydajność silnika. Nasze silniki wykorzystują łożyska kulkowe.
Problem z ogrzewaniem polega na tym, że nawet jeśli w danym zastosowaniu nie ma ograniczeń co do ilości ciepła, ciepło wytwarzane przez silnik obniża jego wydajność.
Gdy uzwojenie się nagrzewa, wzrasta rezystancja (impedancja) i prąd ma trudności z przepływem, co powoduje zmniejszenie momentu obrotowego. Ponadto, gdy silnik się nagrzewa, siła magnetyczna magnesu zostanie zmniejszona przez rozmagnesowanie termiczne. Dlatego nie można ignorować wytwarzania ciepła.
Ponieważ magnesy samarowo-kobaltowe charakteryzują się mniejszym rozmagnesowaniem termicznym niż magnesy neodymowe pod wpływem ciepła, magnesy samarowo-kobaltowe wybiera się do zastosowań, w których temperatura silnika jest wyższa.
Czas publikacji: 21-07-2023
