Verschil in motorprestaties 1: snelheid/koppel/grootte
Er bestaan allerlei soorten motoren. Grote en kleine motoren. Een motor die heen en weer beweegt in plaats van te draaien. Een motor waarvan je op het eerste gezicht niet meteen begrijpt waarom hij zo duur is. Maar elke motor wordt met een reden gekozen. Dus aan welke motor, prestaties of eigenschappen moet jouw ideale motor voldoen?
Het doel van deze serie is om kennis te verschaffen over het kiezen van de ideale motor. We hopen dat het nuttig zal zijn bij uw motorkeuze. En we hopen dat het mensen zal helpen de basisprincipes van motoren te leren.
De prestatieverschillen die worden toegelicht, worden als volgt in twee afzonderlijke secties verdeeld:
Snelheid/Koppel/Grootte/Prijs ← De items die we in dit hoofdstuk zullen bespreken
Snelheid, nauwkeurigheid/soepelheid/levensduur en onderhoudbaarheid/stofvorming/efficiëntie/warmte
Energieopwekking/trillingen en geluid/uitlaatgasmaatregelen/gebruiksomgeving
1. Verwachtingen ten aanzien van de motor: rotatiebeweging
Een motor verwijst over het algemeen naar een motor die mechanische energie verkrijgt uit elektrische energie, en in de meeste gevallen naar een motor die een roterende beweging genereert. (Er bestaat ook een lineaire motor die een rechte beweging genereert, maar die laten we deze keer buiten beschouwing.)
Dus, wat voor soort rotatie wilt u? Wilt u dat het krachtig draait zoals een boormachine, of wilt u dat het zwak maar met hoge snelheid draait zoals een elektrische ventilator? Door te focussen op het verschil in gewenste rotatiebeweging, worden de twee eigenschappen rotatiesnelheid en koppel belangrijk.
2. Koppel
Koppel is de kracht die rotatie veroorzaakt. De eenheid van koppel is N·m, maar bij kleine motoren wordt meestal mN·m gebruikt.
De motor is op verschillende manieren ontworpen om het koppel te verhogen. Hoe meer windingen de elektromagnetische draad heeft, hoe groter het koppel.
Omdat het aantal wikkelingen beperkt wordt door de vaste spoelgrootte, wordt geëmailleerd draad met een grotere draaddiameter gebruikt.
Onze borstelloze motorenserie (TEC) is verkrijgbaar in 8 varianten met een buitendiameter van 60 mm, met afmetingen van 16 mm, 20 mm, 22 mm, 24 mm, 28 mm, 36 mm en 42 mm. Omdat de spoelgrootte toeneemt met de motordiameter, kan een hoger koppel worden behaald.
Krachtige magneten worden gebruikt om grote koppels te genereren zonder de afmetingen van de motor te veranderen. Neodymiummagneten zijn de krachtigste permanente magneten, gevolgd door samarium-kobaltmagneten. Zelfs bij gebruik van alleen sterke magneten zal er echter magnetische kracht uit de motor ontsnappen, en deze ontsnapte kracht draagt niet bij aan het koppel.
Om optimaal gebruik te maken van het sterke magnetisme, wordt een dun functioneel materiaal, een zogenaamde elektromagnetische staalplaat, aangebracht om het magnetische circuit te optimaliseren.
Bovendien, omdat de magnetische kracht van samarium-kobaltmagneten stabiel is bij temperatuurschommelingen, kunnen samarium-kobaltmagneten de motor stabiel aandrijven in een omgeving met grote temperatuurschommelingen of hoge temperaturen.
3. Snelheid (omwentelingen)
Het aantal omwentelingen van een motor wordt vaak aangeduid als "snelheid". Het geeft aan hoe vaak de motor per tijdseenheid ronddraait. Hoewel "rpm" meestal staat voor omwentelingen per minuut, wordt het in het SI-stelsel ook wel uitgedrukt als "min-1".
Vergeleken met het koppel is het verhogen van het aantal omwentelingen technisch gezien niet moeilijk. Je hoeft alleen maar het aantal windingen in de spoel te verminderen om het aantal omwentelingen te verhogen. Omdat het koppel echter afneemt naarmate het aantal omwentelingen toeneemt, is het belangrijk om aan zowel de koppel- als de omwentelingseis te voldoen.
Bovendien is het bij gebruik op hoge snelheid beter om kogellagers te gebruiken in plaats van glijlagers. Hoe hoger de snelheid, hoe groter het wrijvingsverlies en hoe korter de levensduur van de motor.
Afhankelijk van de nauwkeurigheid van de as geldt: hoe hoger de snelheid, hoe groter de problemen met geluid en trillingen. Omdat een borstelloze motor geen borstel en geen commutator heeft, produceert deze minder geluid en trillingen dan een motor met borstels (waarbij de borstel in contact staat met de roterende commutator).
Stap 3: Maat
Als het gaat om de ideale motor, is de grootte ervan ook een belangrijke factor voor de prestaties. Zelfs als het toerental (omwentelingen per minuut) en het koppel voldoende zijn, heeft het geen zin als de motor niet in het eindproduct kan worden gemonteerd.
Als je alleen de snelheid wilt verhogen, kun je het aantal windingen van de draad verminderen. Zelfs als het aantal windingen klein is, zal de draad niet draaien zonder een minimaal koppel. Daarom is het nodig om manieren te vinden om het koppel te verhogen.
Naast het gebruik van de bovengenoemde sterke magneten is het ook belangrijk om de duty cycle van de wikkeling te verhogen. We hebben het gehad over het verminderen van het aantal draadwikkelingen om het aantal omwentelingen te garanderen, maar dit betekent niet dat de draad losjes gewikkeld is.
Door dikkere draden te gebruiken in plaats van het aantal windingen te verminderen, kan er een grote stroom vloeien en kan er zelfs bij dezelfde snelheid een hoog koppel worden bereikt. De ruimtelijke coëfficiënt is een indicator voor hoe strak de draad is gewikkeld. Of het nu gaat om het verhogen van het aantal dunne windingen of het verlagen van het aantal dikke windingen, het is een belangrijke factor voor het verkrijgen van koppel.
Over het algemeen hangt het vermogen van een motor af van twee factoren: ijzer (magneet) en koper (wikkeling).
Geplaatst op: 21 juli 2023