空心杯電機(jī)是直流電機(jī)的一種特殊形式,屬于直流永磁的伺服、控制電動(dòng)機(jī),也可以將其歸類為微特電機(jī)??招谋妱?dòng)機(jī)的特點(diǎn)是具有突出的節(jié)能特性、靈敏方便的控制特性和穩(wěn)定的運(yùn)行特性,技術(shù)先進(jìn)性十分明顯。作為高效率的能量轉(zhuǎn)換裝置,在很多領(lǐng)域代表了電動(dòng)機(jī)的發(fā)展方向。
買 購(gòu)小編了解到,空心杯電機(jī)的結(jié)構(gòu)組成為:后蓋、接線端子、電刷端蓋、電刷、換向器、杯形繞組(轉(zhuǎn)子)、轉(zhuǎn)軸、墊圈、滑動(dòng)軸承、外殼、磁鐵(定子)、法蘭、定位環(huán)。
空心杯電動(dòng)機(jī)在結(jié)構(gòu)上突破了傳統(tǒng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式,采用的是無(wú)鐵芯轉(zhuǎn)子,也叫空心杯型轉(zhuǎn)子。這種轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)徹底消除了由于鐵芯形成渦流而造成的電能損耗,同時(shí)其重量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大幅降低,從而減少了轉(zhuǎn)子自身的機(jī)械能損耗。
空心杯電機(jī)分為有刷和無(wú)刷兩種,有刷空心杯電機(jī)轉(zhuǎn)子無(wú)鐵芯,無(wú)刷空心杯電機(jī)定子無(wú)鐵芯。
1、空心杯直流有刷微電機(jī)采用機(jī)械換向,磁極不動(dòng),線圈旋轉(zhuǎn)。電機(jī)工作時(shí),線圈和換向器旋轉(zhuǎn),磁鋼和碳刷不轉(zhuǎn),線圈電流方向的交替變化是隨電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的換向器和電刷來(lái)完成的。在轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中會(huì)摩擦碳刷,造成損耗,需要定期更換碳刷。碳刷與線圈接線頭之間通斷交替,會(huì)發(fā)生電火花,產(chǎn)生電磁破,干擾電子設(shè)備。
2、無(wú)刷空心杯直流電機(jī)采取電子換向,線圈不動(dòng),磁極旋轉(zhuǎn)。無(wú)刷空心杯直流電機(jī),是使用一套電子設(shè)備,通過(guò)霍爾元件,感知永磁體磁極的位置,根據(jù)這種感知,使用電子線路,適時(shí)切換線圈中電流的方向,保證產(chǎn)生正確方向的磁力,來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。因?yàn)槭亲钥厥竭\(yùn)行的,所以不會(huì)像變頻調(diào)速下重載啟動(dòng)的同步電機(jī)那樣在轉(zhuǎn)子上另加啟動(dòng)繞組,也不會(huì)在負(fù)載突變時(shí)產(chǎn)生振蕩和失步,消除了空心杯直流有刷微電機(jī)的缺點(diǎn)。
1、需要快速響應(yīng)的隨動(dòng)系統(tǒng)。如導(dǎo)彈的飛行方向快速調(diào)節(jié),高倍率光驅(qū)的隨動(dòng)控制,快速自動(dòng)調(diào)焦,高靈敏的記錄和檢測(cè)設(shè)備,工業(yè)機(jī)器人,仿生義肢等,空心杯電動(dòng)機(jī)能很好地滿足其技術(shù)要求。
2、對(duì)驅(qū)動(dòng)元件要求平穩(wěn)持久拖動(dòng)的產(chǎn)品。如各類便攜式的儀器儀表,個(gè)人隨身裝備,野外作業(yè)的儀器設(shè)備,電動(dòng)車等,同樣一組電源,供電時(shí)間可以延長(zhǎng)一倍以上。
3、各種飛行器,包括航空、航天、航模等。利用空心杯電動(dòng)機(jī)重量輕,體積小,能耗低的優(yōu)點(diǎn),可以最大限度地減輕飛行器的重量。
4、各種各樣的民用電器、工業(yè)產(chǎn)品。采用空心杯電動(dòng)機(jī)作為執(zhí)行元件,可以使產(chǎn)品檔次提高,性能優(yōu)越。
5、m aigoo小編了解到,空心杯電機(jī)利用其能量轉(zhuǎn)換效率高的優(yōu)勢(shì),也作為發(fā)電機(jī)使用;利用其線性運(yùn)行特性,也作為測(cè)速發(fā)電機(jī)使用;配上減速器,也可以作為力矩電動(dòng)機(jī)使用。
1、結(jié)構(gòu)不同
普通電機(jī)由定子、轉(zhuǎn)子和其它附件組成??招谋妱?dòng)機(jī)在結(jié)構(gòu)上突破了傳統(tǒng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式,采用的是無(wú)鐵芯轉(zhuǎn)子,也叫空心杯型轉(zhuǎn)子。
2、特點(diǎn)不同
空心杯電機(jī)和普通電機(jī)相比,能量轉(zhuǎn)換效率很高,其最大效率一般在70%-90%;起動(dòng)、制動(dòng)迅速,響應(yīng)極快,機(jī)械時(shí)間常數(shù)小于28毫秒,部分產(chǎn)品可以達(dá)到10毫秒以內(nèi),普通鐵芯電動(dòng)機(jī)一般在100毫秒以上;運(yùn)行穩(wěn)定性十分可靠;空心杯電動(dòng)機(jī)的能量密度大幅度提高,與同等功率的鐵芯電動(dòng)機(jī)相比,其重量、體積減輕1/3-1/2。
1、結(jié)構(gòu)不同
空心杯電動(dòng)機(jī)在結(jié)構(gòu)上突破了傳統(tǒng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式,采用的是無(wú)鐵芯轉(zhuǎn)子,也叫空心杯型轉(zhuǎn)子。
無(wú)刷電機(jī)是指無(wú)電刷和換向器(或集電環(huán))的電機(jī),又稱無(wú)換向器電機(jī)。無(wú)刷直流電機(jī)由電動(dòng)機(jī)主體和驅(qū)動(dòng)器組成,是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。
2、原理不同
空心杯電機(jī)采用的是無(wú)鐵芯轉(zhuǎn)子,這種轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)徹底消除了由于鐵芯形成渦流而造成的電能損耗,同時(shí)其重量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大幅降低,從而減少了轉(zhuǎn)子自身的機(jī)械能損耗。
無(wú)刷直流電機(jī)的定子繞組多做成三相對(duì)稱星形接法,同三相異步電動(dòng)機(jī)十分相似。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上粘有已充磁的永磁體,為了檢測(cè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的極性,在電動(dòng)機(jī)內(nèi)裝有位置傳感器。
3、功能應(yīng)用不同
空心杯電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用,從軍事、高科技領(lǐng)域進(jìn)入大工業(yè)和民用領(lǐng)域后,十多年來(lái)得到迅速的發(fā)展,尤其是在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家,已經(jīng)涉及到大部分行業(yè)和許多產(chǎn)品。
無(wú)刷直流電機(jī)的應(yīng)用十分廣泛,如汽車、工具、工業(yè)工控、自動(dòng)化以及航空航天等等。
1、功率密度高:空心杯微電機(jī)的功率密度是輸出功率與重量或體積的比值,無(wú)鐵芯轉(zhuǎn)子與普通鐵芯轉(zhuǎn)子相比要輕,無(wú)鐵芯轉(zhuǎn)子消除了鐵芯轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的渦流與磁滯損耗,提高了微電機(jī)的效率,確保較高的輸出轉(zhuǎn)矩與輸出功率;
2、使用效率高:無(wú)鐵芯轉(zhuǎn)子沒(méi)有渦流損耗與磁滯損耗,電阻也非常小降低了銅損;
3、無(wú)轉(zhuǎn)矩滯后:無(wú)鐵芯轉(zhuǎn)子因沒(méi)有磁滯損耗,所以減少了速度和轉(zhuǎn)矩波動(dòng);
4、無(wú)齒槽效應(yīng):普通微電機(jī)會(huì)在槽與磁體的相互作用下產(chǎn)生齒槽效應(yīng),而空心杯電機(jī)消除了此效應(yīng),所以齒槽效應(yīng)和轉(zhuǎn)矩滯后現(xiàn)象都不會(huì)存在;
5、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩低:由于無(wú)磁滯損耗、無(wú)齒槽效應(yīng)所以啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩非常低,通常軸承負(fù)荷是唯一的阻礙;
6、高轉(zhuǎn)速線圈:微電機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)電感值參數(shù)是重要的,電感值小會(huì)使起動(dòng)電壓低,通過(guò)增加極數(shù)和減少機(jī)殼的厚度,電感值表笑有助于降低微電機(jī)的重量同時(shí)提高了功率密度;
7、快速響應(yīng):由于微電機(jī)感應(yīng)值低,電流對(duì)電壓的波動(dòng)響應(yīng)快,轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小,轉(zhuǎn)矩和電流的響應(yīng)轉(zhuǎn)速相當(dāng),所以轉(zhuǎn)子的加速度是普通鐵芯電機(jī)的2倍左右;
8、散熱性好:空心杯轉(zhuǎn)子表面有空氣流動(dòng),比鐵芯轉(zhuǎn)子的散熱性能要好,鐵芯轉(zhuǎn)子的漆包線鑲嵌在硅鋼片槽內(nèi),線圈表面氣流少,溫升較大,在同等功率輸出條件下,空心杯直流電機(jī)的溫升較小。
無(wú)鐵芯空心杯微電機(jī)在處于靜止?fàn)顟B(tài)下,如繞組一相切斷或電源切斷一相接通電源,繞組的發(fā)生的磁場(chǎng)點(diǎn)2個(gè)大小相等,方向相反旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),它們和轉(zhuǎn)子作用發(fā)生的扭矩大小相等,方向相反相互抵消,零起動(dòng)轉(zhuǎn)矩下電機(jī)不能啟動(dòng),這便是空心杯電機(jī)的缺點(diǎn)。
1、看
觀察電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中有無(wú)異常。出現(xiàn)電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中冒煙、電機(jī)轉(zhuǎn)速變慢,且發(fā)出較沉重的“嗡嗡”聲、電機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)突然停止、電機(jī)劇烈震動(dòng)、電機(jī)內(nèi)接觸點(diǎn)和連接處有變色、燒痕、燒毀煙跡等現(xiàn)象時(shí),可判定電機(jī)故障。
2、聽(tīng)
據(jù)mai goo編輯了解,正常運(yùn)行時(shí),電機(jī)會(huì)發(fā)出均勻、較輕的“嗡嗡”聲,沒(méi)有雜音或其他特別的聲音。如果發(fā)出較沉重或響亮的噪聲,如軸承雜音、通風(fēng)噪聲、機(jī)械摩擦聲等,表明電機(jī)很可能存在故障。
3、聞
通過(guò)聞電機(jī)的氣味,能夠判斷故障原因。如果聞到特殊的油漆味,說(shuō)明電機(jī)內(nèi)部溫度過(guò)高;若有很重的糊味或焦臭味,很可能是絕緣層已被擊穿或繞組線圈已燒毀。
4、摸
通過(guò)觸摸電機(jī)的某些部位,也能判斷故障原因。在此特別要求,觸摸時(shí)一定要佩戴手套,且用手背去碰觸電機(jī)外殼、軸承等部位,以確保安全。電機(jī)某些部位溫度異常,可能有5種原因:通風(fēng)不良,如風(fēng)扇脫落、通風(fēng)道堵塞等;電機(jī)過(guò)載,導(dǎo)致電流過(guò)大,從而使定子繞組過(guò)熱;定子繞組短路或三相電流不平衡;電機(jī)被頻繁啟動(dòng)或制動(dòng);軸承周圍溫度過(guò)高,可能是軸承損壞或缺油。
空心杯電機(jī)的壽命一般在15年至20年,空心杯電機(jī)的壽命長(zhǎng)短大體上取決于使用者的保養(yǎng),使用環(huán)境的好壞及電機(jī)在使用中受到的電磁、熱、振動(dòng)等因素,具體的空心杯電機(jī)應(yīng)具體的分析。
1、每逢節(jié)日活動(dòng),就到了網(wǎng)購(gòu)達(dá)人們大展身手的時(shí)候了,然而面對(duì)五花八門的商品、參差不齊的價(jià)格卻不知如何下手?
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