Los temas que discutiremos en este capítulo son:
Precisión de velocidad/suavidad/vida útil y mantenibilidad/generación de polvo/eficiencia/calor/vibración y ruido/contramedidas de escape/entorno de uso
1. Giroestabilidad y precisión
Cuando el motor se acciona a una velocidad constante, mantendrá una velocidad uniforme según la inercia a alta velocidad, pero variará según la forma del núcleo del motor a baja velocidad.
En los motores sin escobillas ranurados, la atracción entre los dientes ranurados y el imán del rotor pulsará a bajas velocidades. Sin embargo, en el caso de nuestro motor sin escobillas y sin ranuras, dado que la distancia entre el núcleo del estator y el imán es constante en la circunferencia (lo que significa que la magnetorresistencia es constante en la circunferencia), es improbable que se produzcan ondulaciones incluso a bajas tensiones. Velocidad.
2. Vida útil, mantenibilidad y generación de polvo
Los factores más importantes al comparar motores con escobillas y sin escobillas son la vida útil, la facilidad de mantenimiento y la generación de polvo. Dado que la escobilla y el conmutador entran en contacto durante la rotación del motor, la pieza de contacto se desgasta inevitablemente por fricción.
Como resultado, es necesario reemplazar todo el motor, y el polvo generado por el desgaste se convierte en un problema. Como su nombre indica, los motores sin escobillas no tienen escobillas, por lo que tienen mayor vida útil, mayor facilidad de mantenimiento y generan menos polvo que los motores con escobillas.
3. Vibración y ruido
Los motores con escobillas producen vibración y ruido debido a la fricción entre la escobilla y el conmutador, mientras que los motores sin escobillas no. Los motores sin escobillas ranurados producen vibración y ruido debido al par de la ranura, pero los motores ranurados y los motores de copa hueca no.
El estado en el que el eje de rotación del rotor se desvía del centro de gravedad se denomina desequilibrio. Cuando el rotor desequilibrado gira, se generan vibraciones y ruido, que aumentan con la velocidad del motor.
4. Eficiencia y generación de calor
La relación entre la energía mecánica de salida y la energía eléctrica de entrada constituye la eficiencia del motor. La mayoría de las pérdidas que no se convierten en energía mecánica se convierten en energía térmica, lo que calienta el motor. Las pérdidas del motor incluyen:
(1) Pérdida de cobre (pérdida de potencia debido a la resistencia del devanado)
(2) Pérdida de hierro (pérdida por histéresis del núcleo del estator, pérdida por corrientes de Foucault)
(3) Pérdida mecánica (pérdida causada por la resistencia a la fricción de los cojinetes y las escobillas, y pérdida causada por la resistencia del aire: pérdida por resistencia al viento)
La pérdida de cobre se puede reducir engrosando el alambre esmaltado para reducir la resistencia del devanado. Sin embargo, si el alambre esmaltado se engrosa, los devanados serán difíciles de instalar en el motor. Por lo tanto, es necesario diseñar una estructura de devanado adecuada para el motor aumentando el factor de ciclo de trabajo (la relación entre el conductor y el área de la sección transversal del devanado).
Si la frecuencia del campo magnético giratorio es mayor, la pérdida de hierro aumentará, lo que significa que la máquina eléctrica con mayor velocidad de rotación generará mucho calor debido a la pérdida de hierro. En el caso de las pérdidas de hierro, las pérdidas por corrientes parásitas pueden reducirse adelgazando la placa de acero laminada.
En cuanto a las pérdidas mecánicas, los motores con escobillas siempre presentan pérdidas mecánicas debido a la resistencia de fricción entre la escobilla y el conmutador, a diferencia de los motores sin escobillas. En cuanto a los rodamientos, el coeficiente de fricción de los rodamientos de bolas es menor que el de los rodamientos lisos, lo que mejora la eficiencia del motor. Nuestros motores utilizan rodamientos de bolas.
El problema con el calentamiento es que incluso si la aplicación no tiene límite en el calor en sí, el calor generado por el motor reducirá su rendimiento.
Cuando el devanado se calienta, la resistencia (impedancia) aumenta y dificulta el flujo de corriente, lo que resulta en una disminución del par. Además, cuando el motor se calienta, la fuerza magnética del imán se reduce por desmagnetización térmica. Por lo tanto, la generación de calor es crucial.
Debido a que los imanes de samario-cobalto tienen una desmagnetización térmica menor que los imanes de neodimio debido al calor, los imanes de samario-cobalto se eligen en aplicaciones donde la temperatura del motor es más alta.
Hora de publicación: 21 de julio de 2023
