Els elements que tractarem en aquest capítol són:
Velocitat, precisió/suavitat/vida útil i manteniment/generació de pols/eficiència/calor/vibració i soroll/contramesures d'escapament/entorn d'ús
1. Girostabilitat i precisió
Quan el motor funciona a una velocitat constant, mantindrà una velocitat uniforme segons la inèrcia a alta velocitat, però variarà segons la forma del nucli del motor a baixa velocitat.
Per als motors sense escombretes ranurats, l'atracció entre les dents ranurades i l'imant del rotor pulsarà a baixes velocitats. Tanmateix, en el cas del nostre motor sense escombretes i sense ranura, com que la distància entre el nucli de l'estator i l'imant és constant a la circumferència (és a dir, que la magnetoresistència és constant a la circumferència), és poc probable que es produeixin ondulacions fins i tot a baixos voltatges. Velocitat.
2. Vida útil, manteniment i generació de pols
Els factors més importants a l'hora de comparar motors amb escombretes i sense escombretes són la vida útil, el manteniment i la generació de pols. Com que les escombretes i el commutador entren en contacte quan el motor de les escombretes gira, la peça de contacte inevitablement es desgastarà a causa de la fricció.
Com a resultat, cal substituir tot el motor i la pols a causa de les restes de desgast esdevé un problema. Com el seu nom indica, els motors sense escombretes no tenen escombretes, de manera que tenen una vida útil millor, són més fàcils de mantenir i produeixen menys pols que els motors amb escombretes.
3. Vibració i soroll
Els motors amb escombretes produeixen vibracions i soroll a causa de la fricció entre la escombreta i el commutador, mentre que els motors sense escombretes no. Els motors sense escombretes ranurats produeixen vibracions i soroll a causa del parell de la ranura, però els motors ranurats i els motors de copa buida no.
L'estat en què l'eix de rotació del rotor es desvia del centre de gravetat s'anomena desequilibri. Quan el rotor desequilibrat gira, es generen vibracions i soroll, i augmenten amb l'augment de la velocitat del motor.
4. Eficiència i generació de calor
La relació entre l'energia mecànica de sortida i l'energia elèctrica d'entrada és l'eficiència del motor. La majoria de les pèrdues que no es converteixen en energia mecànica es converteixen en energia tèrmica, que escalfarà el motor. Les pèrdues del motor inclouen:
(1). Pèrdua de coure (pèrdua de potència a causa de la resistència del bobinatge)
(2). Pèrdua de ferro (pèrdua per histèresi del nucli de l'estator, pèrdua per corrents de Foucault)
(3) Pèrdua mecànica (pèrdua causada per la resistència a la fricció dels coixinets i les escombretes, i pèrdua causada per la resistència de l'aire: pèrdua de resistència al vent)
La pèrdua de coure es pot reduir engruixint el filferro esmaltat per reduir la resistència del bobinatge. Tanmateix, si el filferro esmaltat es fa més gruixut, els bobinatges seran difícils d'instal·lar al motor. Per tant, cal dissenyar l'estructura del bobinatge adequada per al motor augmentant el factor de cicle de treball (la relació entre el conductor i l'àrea de la secció transversal del bobinatge).
Si la freqüència del camp magnètic giratori és més alta, la pèrdua de ferro augmentarà, cosa que significa que la màquina elèctrica amb una velocitat de rotació més alta generarà molta calor a causa de la pèrdua de ferro. En les pèrdues de ferro, les pèrdues per corrents de Foucault es poden reduir aprimant la placa d'acer laminat.
Pel que fa a les pèrdues mecàniques, els motors amb escombretes sempre tenen pèrdues mecàniques a causa de la resistència de fricció entre la escombreta i el commutador, mentre que els motors sense escombretes no. Pel que fa als coixinets, el coeficient de fricció dels coixinets de boles és inferior al dels coixinets llisos, cosa que millora l'eficiència del motor. Els nostres motors utilitzen coixinets de boles.
El problema amb la calefacció és que, fins i tot si l'aplicació no té cap límit en la calor en si, la calor generada pel motor reduirà el seu rendiment.
Quan el bobinatge s'escalfa, la resistència (impedància) augmenta i és difícil que el corrent flueixi, cosa que provoca una disminució del parell. A més, quan el motor s'escalfa, la força magnètica de l'imant es reduirà per desmagnetització tèrmica. Per tant, la generació de calor no es pot ignorar.
Com que els imants de samari-cobalt tenen una desmagnetització tèrmica menor que els imants de neodimi a causa de la calor, els imants de samari-cobalt s'escullen en aplicacions on la temperatura del motor és més alta.
Data de publicació: 21 de juliol de 2023
