De onderwerpen die we in dit hoofdstuk zullen bespreken zijn:
Nauwkeurigheid van de snelheid/soepelheid/levensduur en onderhoudbaarheid/stofproductie/efficiëntie/hitte/trillingen en lawaai/uitlaatmaatregelen/gebruiksomgeving
1. Gyrostabiliteit en nauwkeurigheid
Wanneer de motor op een constante snelheid wordt aangedreven, zal deze bij hoge snelheid een uniforme snelheid behouden op basis van de traagheid. Bij lage snelheid zal de snelheid echter variëren op basis van de kernvorm van de motor.
Bij borstelloze sleufmotoren zal de aantrekkingskracht tussen de sleuftanden en de rotormagneet pulseren bij lage snelheden. In het geval van onze borstelloze sleufmotor is het echter onwaarschijnlijk dat er rimpelingen ontstaan, zelfs bij lage spanningen, omdat de afstand tussen de statorkern en de magneet constant is in de omtrek (wat betekent dat de magnetoweerstand constant is in de omtrek).
2. Levensduur, onderhoudbaarheid en stofontwikkeling
De belangrijkste factoren bij het vergelijken van borstel- en borstelloze motoren zijn levensduur, onderhoudbaarheid en stofontwikkeling. Omdat de borstel en de collector met elkaar in contact komen wanneer de borstelmotor draait, zal het contactdeel onvermijdelijk slijten door wrijving.
Hierdoor moet de hele motor vervangen worden en wordt stof door slijtage een probleem. Zoals de naam al doet vermoeden, hebben borstelloze motoren geen borstels, waardoor ze een langere levensduur hebben, gemakkelijker te onderhouden zijn en minder stof produceren dan motoren met borstels.
3. Trillingen en geluid
Borstelmotoren produceren trillingen en geluid door de wrijving tussen de borstel en de collector, terwijl borstelloze motoren dat niet doen. Borstelloze motoren met sleuven produceren trillingen en geluid door het sleufkoppel, maar motoren met sleuven en holle-kommotoren niet.
De toestand waarin de rotatieas van de rotor afwijkt van het zwaartepunt, wordt onbalans genoemd. Wanneer de ongebalanceerde rotor draait, ontstaan trillingen en geluid, die toenemen naarmate het motortoerental toeneemt.
4. Efficiëntie en warmteopwekking
De verhouding tussen de afgegeven mechanische energie en de afgegeven elektrische energie bepaalt het rendement van de motor. De meeste verliezen die niet in mechanische energie worden omgezet, worden thermische energie, waardoor de motor opwarmt. Motorverliezen omvatten:
(1). Koperverlies (vermogensverlies door wikkelingsweerstand)
(2). IJzerverlies (hystereseverlies in de statorkern, wervelstroomverlies)
(3) Mechanisch verlies (verlies veroorzaakt door wrijvingsweerstand van lagers en borstels, en verlies veroorzaakt door luchtweerstand: verlies door windweerstand)
Koperverlies kan worden verminderd door de geëmailleerde draad dikker te maken om de wikkelweerstand te verlagen. Als de geëmailleerde draad echter dikker wordt gemaakt, zullen de wikkelingen moeilijker in de motor te installeren zijn. Daarom is het noodzakelijk om de wikkelingsstructuur geschikt te maken voor de motor door de duty cycle (de verhouding tussen de geleider en de doorsnede van de wikkeling) te verhogen.
Hoe hoger de frequentie van het roterende magnetische veld, hoe groter het ijzerverlies. Dit betekent dat de elektrische machine met hogere rotatiesnelheid veel warmte genereert door het ijzerverlies. Bij ijzerverlies kunnen wervelstroomverliezen worden verminderd door de gelamineerde staalplaat dunner te maken.
Wat betreft mechanische verliezen, borstelmotoren hebben altijd mechanische verliezen door de wrijvingsweerstand tussen de borstel en de commutator, terwijl borstelloze motoren dat niet hebben. Wat lagers betreft, is de wrijvingscoëfficiënt van kogellagers lager dan die van glijlagers, wat de efficiëntie van de motor verbetert. Onze motoren maken gebruik van kogellagers.
Het probleem met verwarmen is dat, ook al heeft de toepassing zelf geen warmtelimiet, de warmte die door de motor wordt gegenereerd, de prestaties ervan zal verminderen.
Wanneer de wikkeling heet wordt, neemt de weerstand (impedantie) toe en kan de stroom moeilijk vloeien, wat resulteert in een afname van het koppel. Bovendien zal de magnetische kracht van de magneet afnemen wanneer de motor heet wordt door thermische demagnetisatie. De warmteontwikkeling kan daarom niet worden genegeerd.
Omdat samarium-kobaltmagneten een kleinere thermische demagnetisatie als gevolg van warmte hebben dan neodymiummagneten, worden samarium-kobaltmagneten gekozen in toepassingen waarbij de motortemperatuur hoger is.
Plaatsingstijd: 21-07-2023
