Разница в производительности двигателя 1: скорость/крутящий момент/размер
В мире есть все виды двигателей. Большой двигатель и маленький двигатель. Двигатель, который движется вперед и назад вместо вращения. Двигатель, который на первый взгляд неочевидно, почему он такой дорогой. Однако все двигатели выбираются по какой-то причине. Так какой же тип двигателя, производительность или характеристики должен иметь ваш идеальный двигатель?
Цель этой серии — предоставить знания о том, как выбрать идеальный двигатель. Мы надеемся, что это будет полезно при выборе двигателя. И мы надеемся, что это поможет людям изучить основы двигателей.
Объясняемые различия в производительности будут разделены на два отдельных раздела следующим образом:
Скорость/Крутящий момент/Размер/Цена ← Элементы, которые мы обсудим в этой главе
Точность скорости/плавность/срок службы и ремонтопригодность/пылеобразование/эффективность/тепло
Генерация электроэнергии/вибрация и шум/меры по борьбе с выхлопными газами/окружающая среда
1. Ожидания от двигателя: вращательное движение
Под двигателем обычно понимают двигатель, который получает механическую энергию из электрической энергии, и в большинстве случаев это двигатель, который получает вращательное движение. (Существует также линейный двигатель, который получает прямолинейное движение, но на этот раз мы его не будем рассматривать.)
Итак, какое вращение вам нужно? Вы хотите, чтобы оно вращалось мощно, как дрель, или вы хотите, чтобы оно вращалось слабо, но с высокой скоростью, как электрический вентилятор? Сосредоточившись на разнице в желаемом вращательном движении, два свойства скорости вращения и крутящего момента становятся важными.
2. Крутящий момент
Крутящий момент — это сила вращения. Единица крутящего момента — Н·м, но в случае небольших двигателей обычно используется мН·м.
Двигатель был спроектирован различными способами для увеличения крутящего момента. Чем больше витков электромагнитного провода, тем больше крутящий момент.
Поскольку количество витков ограничено фиксированным размером катушки, используется эмалированный провод большего диаметра.
Наша серия бесщеточных двигателей (TEC) с 16 мм, 20 мм и 22 мм и 24 мм, 28 мм, 36 мм, 42 мм, 8 видов с внешним диаметром 60 мм. Поскольку размер катушки также увеличивается с диаметром двигателя, можно получить более высокий крутящий момент.
Мощные магниты используются для создания больших крутящих моментов без изменения размера двигателя. Неодимовые магниты являются самыми мощными постоянными магнитами, за ними следуют самарий-кобальтовые магниты. Однако даже если вы используете только сильные магниты, магнитная сила будет вытекать из двигателя, а вытекающая магнитная сила не будет способствовать крутящему моменту.
Чтобы в полной мере воспользоваться сильным магнетизмом, для оптимизации магнитной цепи ламинируется тонкий функциональный материал, называемый пластиной электромагнитной стали.
Более того, поскольку магнитная сила самариево-кобальтовых магнитов стабильна к изменениям температуры, использование самариево-кобальтовых магнитов может обеспечить стабильное приведение в действие двигателя в среде с большими перепадами температур или высокими температурами.
3. Скорость (обороты)
Число оборотов двигателя часто называют «скоростью». Это производительность, показывающая, сколько раз двигатель вращается за единицу времени. Хотя «об/мин» обычно используется как обороты в минуту, в системе единиц СИ оно также выражается как «мин-1».
По сравнению с крутящим моментом, увеличение числа оборотов технически несложно. Просто уменьшите число витков в катушке, чтобы увеличить число витков. Однако, поскольку крутящий момент уменьшается с увеличением числа оборотов, важно соблюдать требования как к крутящему моменту, так и к числу оборотов.
Кроме того, если используется высокая скорость, лучше использовать шариковые подшипники, а не подшипники скольжения. Чем выше скорость, тем больше потери на сопротивление трения, тем короче срок службы двигателя.
В зависимости от точности вала, чем выше скорость, тем больше проблем, связанных с шумом и вибрацией. Поскольку бесщеточный двигатель не имеет ни щетки, ни коммутатора, он производит меньше шума и вибрации, чем щеточный двигатель (в котором щетка контактирует с вращающимся коммутатором).
Шаг 3: Размер
Когда дело доходит до идеального двигателя, размер двигателя также является одним из важных факторов производительности. Даже если скорость (обороты) и крутящий момент достаточны, это бессмысленно, если его нельзя установить на конечном продукте.
Если вы просто хотите увеличить скорость, вы можете уменьшить количество витков провода, даже если количество витков небольшое, но если нет минимального крутящего момента, он не будет вращаться. Поэтому необходимо найти способы увеличения крутящего момента.
В дополнение к использованию вышеуказанных сильных магнитов, также важно увеличить коэффициент заполнения обмотки. Мы говорили об уменьшении количества витков провода для обеспечения количества оборотов, но это не означает, что провод намотан слабо.
Используя толстые провода вместо уменьшения количества витков, можно пропускать большие токи и получать высокий крутящий момент даже при той же скорости. Пространственный коэффициент является показателем того, насколько плотно намотан провод. Независимо от того, увеличивает ли он количество тонких витков или уменьшает количество толстых витков, он является важным фактором в получении крутящего момента.
В целом выходная мощность двигателя зависит от двух факторов: железа (магнита) и меди (обмотки).
Время публикации: 21 июля 2023 г.
