Forskel i motorydelse 1: hastighed/moment/størrelse
Der findes alle slags motorer i verden. Stor motor og lille motor. En motor, der bevæger sig frem og tilbage i stedet for at rotere. En motor, der ved første øjekast ikke er indlysende, hvorfor den er så dyr. Men alle motorer er valgt af en grund. Så hvilken slags motor, ydeevne eller egenskaber skal din ideelle motor have?
Formålet med denne serie er at give viden om, hvordan man vælger den ideelle motor. Vi håber, at den vil være nyttig, når du skal vælge en motor. Og vi håber, at den vil hjælpe folk med at lære det grundlæggende om motorer.
De præstationsforskelle, der skal forklares, vil blive opdelt i to separate afsnit som følger:
Hastighed/Moment/Størrelse/Pris ← De punkter, vi vil diskutere i dette kapitel
Hastighedsnøjagtighed/jævnhed/levetid og vedligeholdelse/støvgenerering/effektivitet/varme
Strømproduktion/vibrationer og støj/udstødningsmodforanstaltninger/brugsmiljø
1. Forventninger til motoren: rotationsbevægelse
En motor refererer generelt til en motor, der får mekanisk energi fra elektrisk energi, og i de fleste tilfælde refererer det til en motor, der opnår roterende bevægelse. (Der findes også en lineær motor, der får lige bevægelse, men det udelader vi denne gang.)
Så hvilken slags rotation ønsker du? Skal den dreje kraftigt som en boremaskine, eller skal den dreje svagt, men med høj hastighed, som en elektrisk ventilator? Ved at fokusere på forskellen i den ønskede rotationsbevægelse bliver de to egenskaber rotationshastighed og drejningsmoment vigtige.
2. Drejningsmoment
Moment er rotationskraften. Enheden for moment er N·m, men i tilfælde af små motorer bruges mN·m almindeligvis.
Motoren er designet på forskellige måder for at øge drejningsmomentet. Jo flere vindinger den elektromagnetiske ledning har, desto større er drejningsmomentet.
Da antallet af viklinger er begrænset af den faste spolestørrelse, anvendes emaljeret tråd med en større tråddiameter.
Vores børsteløse motorserie (TEC) med 16 mm, 20 mm og 22 mm samt 24 mm, 28 mm, 36 mm, 42 mm, de 8 slags med en udvendig diameter på 60 mm. Da spolestørrelsen også stiger med motordiameteren, kan der opnås et højere drejningsmoment.
Kraftige magneter bruges til at generere store drejningsmomenter uden at ændre motorens størrelse. Neodymmagneter er de kraftigste permanente magneter, efterfulgt af samarium-koboltmagneter. Men selvom du kun bruger stærke magneter, vil den magnetiske kraft sive ud af motoren, og den lækkende magnetiske kraft vil ikke bidrage til drejningsmomentet.
For at udnytte den stærke magnetisme fuldt ud lamineres et tyndt funktionelt materiale kaldet en elektromagnetisk stålplade for at optimere det magnetiske kredsløb.
Da den magnetiske kraft af samariumkoboltmagneter er stabil over for temperaturændringer, kan brugen af samariumkoboltmagneter desuden drive motoren stabilt i et miljø med store temperaturændringer eller høje temperaturer.
3. Hastighed (omdrejninger)
Antallet af omdrejninger på en motor kaldes ofte "hastighed". Det er ydeevnen for, hvor mange gange motoren roterer pr. tidsenhed. Selvom "rpm" almindeligvis bruges som omdrejninger pr. minut, udtrykkes det også som "min-1" i SI-systemet.
Sammenlignet med drejningsmoment er det ikke teknisk vanskeligt at øge antallet af omdrejninger. Reducer blot antallet af vindinger i spolen for at øge antallet af vindinger. Da drejningsmomentet falder, når antallet af omdrejninger stiger, er det dog vigtigt at opfylde både drejningsmoment- og omdrejningskravene.
Derudover er det bedst at bruge kuglelejer frem for glidelejer ved høj hastighed. Jo højere hastigheden er, desto større tab af friktionsmodstand, og desto kortere er motorens levetid.
Afhængigt af akslens nøjagtighed gælder det, at jo højere hastigheden er, desto større er støj- og vibrationsproblemerne. Fordi en børsteløs motor hverken har en børste eller en kommutator, producerer den mindre støj og vibrationer end en børstemotor (som sætter børsten i kontakt med den roterende kommutator).
Trin 3: Størrelse
Når det kommer til den ideelle motor, er motorens størrelse også en af de vigtige faktorer for ydeevne. Selv hvis hastigheden (omdrejninger) og drejningsmomentet er tilstrækkeligt, er det meningsløst, hvis det ikke kan installeres på det færdige produkt.
Hvis du blot vil øge hastigheden, kan du reducere antallet af vindinger på ledningen, selvom antallet af vindinger er lille, men medmindre der er et minimumsmoment, vil den ikke rotere. Derfor er det nødvendigt at finde måder at øge momentet på.
Udover at bruge de ovennævnte stærke magneter er det også vigtigt at øge viklingens duty cycle-faktor. Vi har talt om at reducere antallet af trådviklinger for at sikre antallet af omdrejninger, men det betyder ikke, at tråden er løst viklet.
Ved at bruge tykke tråde i stedet for at reducere antallet af viklinger, kan store mængder strøm flyde, og et højt drejningsmoment kan opnås selv ved samme hastighed. Den rumlige koefficient er en indikator for, hvor tæt tråden er viklet. Uanset om det drejer sig om at øge antallet af tynde vindinger eller reducere antallet af tykke vindinger, er det en vigtig faktor for at opnå drejningsmoment.
Generelt afhænger en motors ydelse af to faktorer: jern (magnet) og kobber (vikling).
Opslagstidspunkt: 21. juli 2023
