Tässä luvussa käsittelemämme asiat ovat:
Nopeus, tarkkuus/tasaisuus/käyttöikä ja huollettavuus/pölyn muodostuminen/tehokkuus/lämmön/tärinän ja melun/pakokaasujen torjunta/käyttöympäristö
1. Gyrostabiilisuus ja tarkkuus
Kun moottoria käytetään tasaisella nopeudella, se ylläpitää tasaista nopeutta inertian mukaan suurella nopeudella, mutta se vaihtelee moottorin ytimen muodon mukaan pienellä nopeudella.
Uritettujen harjattomien moottoreiden uritettujen hampaiden ja roottorin magneetin välinen vetovoima sykkii pienillä nopeuksilla. Harjattoman, urattoman moottorimme tapauksessa staattorin ytimen ja magneetin välinen etäisyys on vakio kehällä (eli magneettivastus on vakio kehällä), joten väreilyä ei todennäköisesti synny edes pienillä jännitteillä. Nopeus.
2. Käyttöikä, huollettavuus ja pölyn muodostuminen
Harjallisten ja harjattomien moottoreiden vertailussa tärkeimmät tekijät ovat käyttöikä, huollettavuus ja pölynmuodostus. Koska harja ja kommutaattori koskettavat toisiaan harjamoottorin pyöriessä, kosketusosa kuluu väistämättä kitkan vuoksi.
Tämän seurauksena koko moottori on vaihdettava, ja kulumisjätteestä johtuva pöly on ongelma. Kuten nimestä voi päätellä, harjattomissa moottoreissa ei ole harjoja, joten niiden käyttöikä on pidempi, huollettavuus parempi ja ne tuottavat vähemmän pölyä kuin harjalliset moottorit.
3. Tärinä ja melu
Harjalliset moottorit tuottavat tärinää ja melua harjan ja kommutaattorin välisen kitkan vuoksi, kun taas harjattomat moottorit eivät. Uralliset harjattomat moottorit tuottavat tärinää ja melua uran vääntömomentin vuoksi, mutta uramoottorit ja ontot kuppimoottorit eivät.
Tilaa, jossa roottorin pyörimisakseli poikkeaa painopisteestä, kutsutaan epätasapainoksi. Kun epätasapainoinen roottori pyörii, syntyy tärinää ja melua, jotka lisääntyvät moottorin nopeuden kasvaessa.
4. Hyötysuhde ja lämmöntuotanto
Lähtöenergian ja syötetyn sähköenergian suhde on moottorin hyötysuhde. Suurin osa häviöistä, jotka eivät muutu mekaaniseksi energiaksi, muuttuu lämpöenergiaksi, joka lämmittää moottoria. Moottorin häviöihin kuuluvat:
(1). Kuparihäviö (käämityksen resistanssista johtuva tehohäviö)
(2). Rautahäviö (staattorin sydämen hystereesihäviö, pyörrevirtahäviö)
(3) Mekaaninen häviö (laakereiden ja harjojen kitkavastuksen aiheuttama häviö sekä ilmanvastuksen aiheuttama häviö: tuulenvastushäviö)
Kuparihäviöitä voidaan vähentää paksuntamalla emaloitua lankaa käämityksen resistanssin pienentämiseksi. Jos emaloitu lanka kuitenkin tehdään paksummaksi, käämien asentaminen moottoriin on vaikeaa. Siksi on tarpeen suunnitella moottorille sopiva käämitysrakenne lisäämällä käyttösuhdetta (johtimen suhde käämin poikkileikkauspinta-alaan).
Jos pyörivän magneettikentän taajuus on korkeampi, rautahäviö kasvaa, mikä tarkoittaa, että suuremmalla pyörimisnopeudella pyörivä sähkökone tuottaa paljon lämpöä rautahäviön vuoksi. Rautahäviöissä pyörrevirtahäviöitä voidaan vähentää ohentamalla laminoitua teräslevyä.
Mekaanisten häviöiden osalta harjallisilla moottoreilla on aina mekaanisia häviöitä harjan ja kommutaattorin välisen kitkavastuksen vuoksi, kun taas harjattomilla moottoreilla ei ole. Laakereiden osalta kuulalaakereiden kitkakerroin on pienempi kuin liukulaakereiden, mikä parantaa moottorin hyötysuhdetta. Moottorimme käyttävät kuulalaakereita.
Lämmityksen ongelmana on, että vaikka sovelluksella ei olisikaan rajoitusta itse lämmölle, moottorin tuottama lämpö heikentää sen suorituskykyä.
Kun käämi kuumenee, vastus (impedanssi) kasvaa ja virran kulku vaikeutuu, mikä johtaa vääntömomentin pienenemiseen. Lisäksi moottorin kuumentuessa magneetin magneettinen voima heikkenee lämpödemagnetisaation vuoksi. Siksi lämmön muodostumista ei voida jättää huomiotta.
Koska samarium-kobolttimagneeteilla on pienempi lämpödemagnetisaatio kuin neodyymimagneeteilla lämmön vuoksi, samarium-kobolttimagneetteja valitaan sovelluksissa, joissa moottorin lämpötila on korkeampi.
Julkaisun aika: 21.7.2023
