Postavke, o katerih bomo razpravljali v tem poglavju, so:
Natančnost hitrosti/gladkost/življenjska doba in vzdrževanje/nastajanje prahu/učinkovitost/toplota/vibracije in hrup/ukrepi za preprečevanje izpušnih plinov/okolje uporabe
1. Žirostabilnost in natančnost
Ko se motor vrti s konstantno hitrostjo, bo pri visoki hitrosti ohranjal enakomerno hitrost glede na vztrajnost, pri nizki hitrosti pa se bo spreminjala glede na obliko jedra motorja.
Pri brezkrtačnih motorjih z utori bo privlačnost med utori in magnetom rotorja pri nizkih hitrostih pulzirala. Vendar pa pri našem brezkrtačnem motorju z utori, ker je razdalja med statorskim jedrom in magnetom konstantna po obodu (kar pomeni, da je magnetna upornost konstantna po obodu), ni verjetno, da bi prišlo do valovanja tudi pri nizkih napetostih. Hitrost.
2. Življenjska doba, vzdrževanje in nastajanje prahu
Najpomembnejši dejavniki pri primerjavi krtačnih in brezkrtačnih motorjev so življenjska doba, vzdrževanje in nastajanje prahu. Ker se krtača in komutator med vrtenjem krtačnega motorja dotikata, se kontaktni del zaradi trenja neizogibno obrabi.
Posledično je treba zamenjati celoten motor, prah zaradi obrabe pa postane problem. Kot že ime pove, brezkrtačni motorji nimajo krtačk, zato imajo daljšo življenjsko dobo, so enostavnejši za vzdrževanje in proizvajajo manj prahu kot krtačni motorji.
3. Vibracije in hrup
Krtačni motorji povzročajo vibracije in hrup zaradi trenja med krtačo in komutatorjem, medtem ko brezkrtačni motorji tega ne počnejo. Brezkrtačni motorji z utori povzročajo vibracije in hrup zaradi navora v utorih, medtem ko motorji z utori in motorji z votlo skodelico tega ne počnejo.
Stanje, v katerem os vrtenja rotorja odstopa od težišča, se imenuje neuravnoteženost. Ko se neuravnotežen rotor vrti, nastanejo vibracije in hrup, ki se povečujeta z naraščanjem hitrosti motorja.
4. Učinkovitost in proizvodnja toplote
Razmerje med izhodno mehansko energijo in vhodno električno energijo je izkoristek motorja. Večina izgub, ki se ne pretvorijo v mehansko energijo, postane toplotna energija, ki segreje motor. Izgube motorja vključujejo:
(1). Izguba bakra (izguba moči zaradi upornosti navitja)
(2). Izguba železa (histerezna izguba statorskega jedra, izguba zaradi vrtinčnih tokov)
(3) Mehanske izgube (izgube zaradi trenja ležajev in ščetk ter izgube zaradi zračnega upora: izguba odpornosti na veter)
Izgubo bakra je mogoče zmanjšati z odebelitvijo emajlirane žice, da se zmanjša upor navitja. Če pa je emajlirana žica debelejša, bo navitja težko namestiti v motor. Zato je treba zasnovati strukturo navitja, primerno za motor, s povečanjem faktorja delovnega cikla (razmerje med prevodnikom in prečnim prerezom navitja).
Če je frekvenca vrtečega se magnetnega polja višja, se bodo izgube v železu povečale, kar pomeni, da bo električni stroj z višjo hitrostjo vrtenja zaradi izgub v železu ustvaril veliko toplote. Pri izgubah v železu se lahko izgube zaradi vrtinčnih tokov zmanjšajo s tanjšanjem laminirane jeklene plošče.
Kar zadeva mehanske izgube, imajo krtačni motorji vedno mehanske izgube zaradi trenja med krtačo in komutatorjem, medtem ko jih brezkrtačni motorji nimajo. Kar zadeva ležaje, je koeficient trenja krogličnih ležajev nižji od koeficienta trenja drsnih ležajev, kar izboljša učinkovitost motorja. Naši motorji uporabljajo kroglične ležaje.
Težava pri ogrevanju je, da tudi če aplikacija nima omejitve glede same toplote, bo toplota, ki jo ustvari motor, zmanjšala njegovo zmogljivost.
Ko se navitje segreje, se upor (impedanca) poveča in tok oteži pretok, kar povzroči zmanjšanje navora. Poleg tega se pri segrevanju motorja zaradi toplotnega razmagnetenja zmanjša magnetna sila magneta. Zato nastajanja toplote ni mogoče zanemariti.
Ker imajo samarij-kobaltovi magneti manjšo toplotno demagnetizacijo kot neodimski magneti zaradi toplote, se samarij-kobaltovi magneti izberejo v aplikacijah, kjer je temperatura motorja višja.
Čas objave: 21. julij 2023
