Nguyên lý cấu trúc động cơ không lõi, ưu điểm và nhược điểm, mô hình và tuổi thọ

Với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật, công nghệ động cơ cũng không ngừng đổi mới. Đặc biệt là hiện nay lĩnh vực công nghiệp liên tục đặt ra những kỳ vọng và yêu cầu cao hơn đối với các đặc tính servo của động cơ, động cơ cốc rỗng đã xuất hiện theo yêu cầu của thời đại. Động cơ cốc rỗng sử dụng rôto lõi sắt. Cấu trúc rôto mới này giúp loại bỏ hoàn toàn tổn thất điện năng gây ra bởi sự hình thành dòng điện xoáy trong lõi sắt, và cải thiện đáng kể các đặc tính servo của động cơ. Vì động cơ không lõi rất mạnh, nên biên tập viên của Xianji.com sẽ giải thích nguyên lý cấu tạo, ưu nhược điểm, mô hình và tuổi thọ của động cơ không lõi cho bạn một cách chi tiết.

1. Nguyên lý cấu tạo của động cơ không lõi

Động cơ không lõi sử dụng rôto không lõi, còn được gọi là rôto không lõi, phá vỡ cấu trúc rôto động cơ truyền thống về cấu trúc. Động cơ không lõi là động cơ điều khiển và servo nam châm vĩnh cửu DC, và chúng cũng có thể được phân loại là động cơ siêu nhỏ.

1. Cấu trúc động cơ không lõi

Cấu tạo của động cơ cốc rỗng là: nắp sau, khối đấu dây, nắp đầu chổi, chổi than, cổ góp, dây quấn cốc (rôto), trục, vòng đệm, ổ trượt, vỏ, nam châm (stato), mặt bích, vòng định vị.

Stato được cấu tạo bởi một nam châm vĩnh cửu, một vỏ và một mặt bích. Vỏ cung cấp một từ trường không đổi, để động cơ không bị mất sắt. Không có răng từ mềm. Mô-men xoắn được tạo ra là đồng đều và nó có thể chạy trơn tru ngay cả ở tốc độ thấp. Ở tốc độ cao hơn, động cơ có thể giảm độ rung và tiếng ồn. Rotor có dây quấn và cổ góp. Các cuộn dây được kết nối với trục thông qua cái gọi là các tấm chuyển mạch. Cuộn dây chuyển động trong khe hở không khí giữa nam châm và vỏ. Hệ thống đảo chiều sử dụng một cặp chổi kim loại quý để giảm tia lửa điện. Giảm tia lửa điện từ chổi than tạo ra ít phát xạ điện từ hơn.

2. Nguyên lý của động cơ không lõi

Động cơ cốc rỗng phá vỡ cấu trúc rôto truyền thống của động cơ về cấu trúc và sử dụng rôto lõi sắt, còn được gọi là rôto cốc rỗng.

Loại kết cấu rôto này giúp loại bỏ hoàn toàn tổn thất công suất do dòng điện xoáy trong lõi sắt hình thành, đồng thời trọng lượng và mômen quán tính của nó giảm đi rất nhiều, do đó làm giảm tổn thất cơ năng của chính rôto. Do đó, động cơ không lõi là động cơ DC, nam châm vĩnh cửu và động cơ vi servo.

Thứ hai, ưu điểm và nhược điểm của động cơ không lõi

Ưu điểm của động cơ không lõi:

1. Mật độ công suất cao

Mật độ công suất là tỷ số giữa công suất đầu ra với trọng lượng hoặc thể tích. Động cơ loại cuộn dây đồng có kích thước nhỏ và hiệu suất tốt. So với cuộn dây truyền thống, cuộn cảm ứng của phương pháp cuộn tấm đồng nhẹ hơn.

Không cần các tấm thép silicon cuộn và có rãnh, giúp loại bỏ dòng điện xoáy và suy hao từ trễ do chúng tạo ra; Tổn thất dòng điện xoáy của phương pháp cuộn dây tấm đồng nhỏ và dễ kiểm soát, giúp cải thiện hiệu suất của động cơ và đảm bảo mô-men xoắn đầu ra và công suất đầu ra cao hơn.

2. Hiệu quả cao

Hiệu suất cao của động cơ nằm ở chỗ, phương pháp cuộn dây tấm đồng không có dòng điện xoáy và tổn thất từ ​​trễ do cuộn dây và tấm thép silicon có rãnh gây ra; Ngoài ra, điện trở nhỏ, làm giảm tổn thất đồng (I ^ 2 * R).

3. Không có độ trễ mô-men xoắn

Phương pháp cuộn dây đồng không có tấm thép silicon có rãnh, không có tổn thất từ ​​trễ, và không có tác dụng ăn mòn để giảm dao động tốc độ và mô-men xoắn.

4. Không có hiệu ứng cogging

Phương pháp cuộn dây đồng không có tấm thép silicon có rãnh, giúp loại bỏ hiệu ứng ăn khớp của tương tác giữa rãnh và nam châm. Cuộn dây có cấu tạo không có lõi sắt. Tất cả các bộ phận bằng thép hoặc quay cùng nhau (ví dụ, động cơ không chổi than) hoặc tất cả đều đứng yên. (Ví dụ, động cơ có chổi than), hiệu ứng ăn khớp và độ trễ mô-men xoắn rõ ràng là không tồn tại.

5. Mô-men xoắn khởi động thấp

Không có mất độ trễ, không có hiệu ứng ăn mòn và mô-men xoắn khởi động rất thấp. Khi khởi động, thông thường tải trọng vòng bi là trở ngại duy nhất. Bằng cách này, tốc độ gió khởi động của tuabin gió có thể rất thấp.

6. Không có lực hướng tâm giữa rôto và stato

Vì không có tấm thép silicon tĩnh nên không có lực từ hướng tâm giữa rôto và stato. Điều này đặc biệt quan trọng trong các ứng dụng quan trọng. Vì lực hướng tâm giữa rôto và stato sẽ làm rôto không ổn định. Giảm lực hướng tâm sẽ cải thiện độ ổn định của rôto.

7. Đường cong tốc độ mượt mà và tiếng ồn thấp

Không có tấm thép silicon có rãnh, giúp giảm sóng hài của mô-men xoắn và điện áp. Đồng thời, vì không có trường AC trong động cơ nên không có tiếng ồn do AC tạo ra. Chỉ tiếng ồn do ổ trục và luồng không khí gây ra và độ rung do dòng điện không hình sin gây ra.

8. Cuộn dây không chổi than tốc độ cao

Trong hoạt động tốc độ cao, giá trị điện cảm nhỏ là cần thiết. Giá trị điện cảm nhỏ làm cho điện áp khởi động thấp. Bằng cách tăng số lượng cực và giảm độ dày của vỏ, giá trị điện cảm càng nhỏ sẽ giúp giảm trọng lượng của động cơ. Đồng thời, mật độ công suất được tăng lên.

9. Phản ứng nhanh với cuộn dây chải

Động cơ chổi than loại cuộn dây tấm đồng có phản ứng nhanh với sự dao động điện áp do giá trị cảm ứng thấp của nó. Mômen quán tính của rôto nhỏ, và mômen tương đương với tốc độ đáp ứng của dòng điện. Do đó, gia tốc rôto gấp đôi so với động cơ thông thường.

10. Mô-men xoắn cực đại cao

Tỷ số giữa mômen cực đại và mômen liên tục lớn vì hằng số mômen không đổi khi dòng điện tăng đến giá trị cực đại. Mối quan hệ tuyến tính giữa dòng điện và mô-men xoắn cho phép động cơ tạo ra mô-men xoắn cực đại lớn hơn. Trong động cơ truyền thống, khi động cơ đạt đến bão hòa, cho dù dòng điện được thêm vào bao nhiêu, mômen động cơ sẽ không tăng.

11. Sóng sin tạo ra điện áp

Do vị trí chính xác của cuộn dây, sóng hài điện áp của động cơ thấp; và cấu trúc của cuộn dây tấm đồng trong khe hở không khí làm cho dạng sóng điện áp cảm ứng mịn. Bộ truyền động và bộ điều khiển sóng sin có thể làm cho động cơ tạo ra mô-men xoắn êm ái. Tính năng này đặc biệt hữu ích cho các vật thể chuyển động chậm (ví dụ: kính hiển vi, máy quét quang học và rô bốt) và điều khiển vị trí chính xác, trong đó điều khiển hoạt động trơn tru là chìa khóa.

12. Hiệu quả tản nhiệt tốt

Có dòng không khí trên bề mặt bên trong và bên ngoài của cuộn dây tấm đồng, tản nhiệt tốt hơn so với sự tản nhiệt của cuộn dây rôto có rãnh. Dây tráng men truyền thống được nhúng vào rãnh của tấm thép silicon, luồng không khí trên bề mặt của cuộn dây nhỏ, tản nhiệt kém và nhiệt độ tăng lớn. Với cùng một công suất đầu ra, độ tăng nhiệt của động cơ loại cuộn dây đồng là nhỏ.

Nhược điểm của động cơ không lõi:

Khi động cơ điện một chiều ở trạng thái đứng yên, nếu cắt một pha của dây quấn hoặc ngắt điện và đóng điện một pha thì hai đường sức từ do dây quấn tạo ra có kích thước bằng nhau và ngược chiều. Khử lẫn nhau, mô-men xoắn khởi động bằng không không khởi động được, đó là khuyết điểm của động cơ giảm tốc cốc rỗng.

Thiếu sót của động cơ giảm tốc cốc rỗng là một lỗi nguy hiểm. Đầu tiên chúng ta cần kiểm tra xem động cơ DC có bị lỗi gì không, kiểm tra mạch nguồn có công tắc ngắt điện không, có cầu chì không, sau đó kiểm tra xem các cuộn dây ba pha có bị ngắt điện hay không. .

Ngoài ra, khởi động lại động cơ. Nếu động cơ không khởi động được và kêu vang cùng lúc, hãy cắt nguồn điện kịp thời vào lúc này. Nếu dây cáp điện bị đứt, việc tìm hiểu xem nó bị đứt khi nào lại càng khó hơn. Nếu các manh mối sau đây là tốt, hãy thổi cầu chì. Bạn nên thay thế cầu chì có cùng thông số kỹ thuật. Bộ khởi động bị lỗi. Động cơ cần được kiểm tra và sửa chữa cẩn thận. Nếu một pha bị hỏng, sau đây là xem xét lại tốt hoặc tắt cuộn dây.

3. Mô hình động cơ không lõi

Động cơ không lõi được chia thành hai loại: có chổi than và không chổi than. Động cơ không lõi không chổi than không có lõi sắt trong rôto và động cơ không lõi không chổi than không có lõi sắt trong stato.

Các mẫu động cơ không lõi phổ biến trên thị trường là: động cơ không lõi Φ4, Φ6, Φ7, Φ8, Φ10, Φ12, Φ15.

Thứ tư, tuổi thọ của động cơ không lõi

Tuổi thọ của động cơ không lõi thường từ 15 đến 20 năm. Tuổi thọ của động cơ không lõi nói chung phụ thuộc vào việc bảo trì của người dùng, chất lượng của môi trường sử dụng và các yếu tố điện từ, nhiệt, rung và các yếu tố khác mà động cơ nhận được trong quá trình sử dụng. Động cơ không lõi nên được phân tích chi tiết.

Ví dụ, giống như động cơ công suất thấp có chổi than đa năng, tuổi thọ của nó phụ thuộc chủ yếu vào chiều dài của cổ góp, ổ trục và chổi than. Sau khi cuộc sống của chúng kết thúc, chúng không thể bị thay thế.

Đối với động cơ DC, động cơ DC nam châm vĩnh cửu và các động cơ công suất vừa và nhỏ khác, tuổi thọ của chúng phụ thuộc vào tuổi thọ cách điện của cổ góp và cuộn dây, có thể thay thế ổ trục và đánh bóng bằng chổi, và thậm chí vật liệu nam châm vĩnh cửu có thể được khử từ trở lại sau khi khử từ. Từ hóa, giúp kéo dài tuổi thọ của động cơ, rẻ hơn nhiều so với việc mua một động cơ mới.

Thông thường, chẳng hạn như bảo dưỡng tốt, lựa chọn công suất và hình thức lắp đặt động cơ không lõi… hợp lý sẽ làm cho tuổi thọ của động cơ đạt đến tuổi thọ thiết kế, thậm chí vượt xa tuổi thọ thiết kế.