Los temas que trataremos en este capítulo son:
Precisión/suavidad/vida útil y mantenimiento/generación de polvo/eficiencia/calor/vibración y ruido/medidas contra la emisión de gases/entorno de uso
1. Giroestabilidad y precisión
Cuando el motor funciona a velocidad constante, mantendrá una velocidad uniforme debido a la inercia a alta velocidad, pero variará según la forma del núcleo del motor a baja velocidad.
Para 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 ranurado, 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 produzca ondulaciones incluso a bajos voltajes. Velocidad.
2. Vida útil, mantenimiento y generación de polvo
Los factores más importantes al comparar motores con escobillas y sin escobillas son la vida útil, el mantenimiento y la generación de polvo. Debido a que las escobillas y el conmutador entran en contacto durante la rotación del motor, la zona de contacto se desgasta inevitablemente por la fricción.
Como resultado, es necesario reemplazar todo el motor, y el polvo generado por el desgaste se convierte en un problema. Como su nombre lo indica, los motores sin escobillas no tienen escobillas, por lo que tienen una vida útil más larga, son más fáciles de mantener y producen menos polvo que los motores con escobillas.
3. Vibración y ruido
Los motores con escobillas producen vibraciones 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 vibraciones y ruido debido al par de torsión de las ranuras, 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 un 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 es la eficiencia del motor. La mayor parte de las pérdidas que no se convierten en energía mecánica se transforman en energía térmica, lo que provoca el calentamiento del motor. Las pérdidas del motor incluyen:
(1). Pérdidas de cobre (pérdida de potencia debido a la resistencia del bobinado)
(2). Pérdidas en el hierro (pérdidas por histéresis del núcleo del estator, pérdidas por corrientes parásitas)
(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 del viento)
Las pérdidas de cobre pueden reducirse aumentando el grosor del hilo esmaltado para disminuir la resistencia del bobinado. Sin embargo, si el hilo esmaltado es más grueso, el bobinado será difícil de instalar en el motor. Por lo tanto, es necesario diseñar una estructura de bobinado adecuada para el motor, aumentando el factor de ciclo de trabajo (la relación entre el conductor y la sección transversal del bobinado).
Si la frecuencia del campo magnético giratorio es mayor, las pérdidas en el hierro aumentarán, lo que significa que la máquina eléctrica con mayor velocidad de rotación generará mucho calor debido a dichas pérdidas. En cuanto a las pérdidas en el hierro, las pérdidas por corrientes parásitas pueden reducirse adelgazando la placa de acero laminado.
En cuanto a las pérdidas mecánicas, los motores con escobillas siempre presentan pérdidas mecánicas debido a la fricción entre la escobilla y el conmutador, mientras que los motores sin escobillas no. Respecto 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 un límite en cuanto al calor en sí, el calor generado por el motor reducirá su rendimiento.
Cuando el bobinado se calienta, la resistencia (impedancia) aumenta y la corriente se dificulta, lo que provoca una disminución del par motor. Además, al calentarse el motor, la fuerza magnética del imán se reduce por desmagnetización térmica. Por lo tanto, la generación de calor no puede ignorarse.
Debido a que los imanes de samario-cobalto presentan una desmagnetización térmica menor que los imanes de neodimio a causa del calor, se eligen en aplicaciones donde la temperatura del motor es más alta.
Fecha de publicación: 21 de julio de 2023