空心杯电机是直流电机的一种特殊形式,属于直流永磁的伺服、控制电动机,也可以将其归类为微特电机。空心杯电动机的特点是具有突出的节能特性、灵敏方便的控制特性和稳定的运行特性,技术先进性十分明显。作为高效率的能量转换装置,在很多领域代表了电动机的发展方向。
买 购小编了解到,空心杯电机的结构组成为:后盖、接线端子、电刷端盖、电刷、换向器、杯形绕组(转子)、转轴、垫圈、滑动轴承、外壳、磁铁(定子)、法兰、定位环。
空心杯电动机在结构上突破了传统电机的转子结构形式,采用的是无铁芯转子,也叫空心杯型转子。这种转子结构彻底消除了由于铁芯形成涡流而造成的电能损耗,同时其重量和转动惯量大幅降低,从而减少了转子自身的机械能损耗。
空心杯电机分为有刷和无刷两种,有刷空心杯电机转子无铁芯,无刷空心杯电机定子无铁芯。
1、空心杯直流有刷微电机采用机械换向,磁极不动,线圈旋转。电机工作时,线圈和换向器旋转,磁钢和碳刷不转,线圈电流方向的交替变化是随电机转动的换向器和电刷来完成的。在转动的过程中会摩擦碳刷,造成损耗,需要定期更换碳刷。碳刷与线圈接线头之间通断交替,会发生电火花,产生电磁破,干扰电子设备。
2、无刷空心杯直流电机采取电子换向,线圈不动,磁极旋转。无刷空心杯直流电机,是使用一套电子设备,通过霍尔元件,感知永磁体磁极的位置,根据这种感知,使用电子线路,适时切换线圈中电流的方向,保证产生正确方向的磁力,来驱动电机。因为是自控式运行的,所以不会像变频调速下重载启动的同步电机那样在转子上另加启动绕组,也不会在负载突变时产生振荡和失步,消除了空心杯直流有刷微电机的缺点。
1、需要快速响应的随动系统。如导弹的飞行方向快速调节,高倍率光驱的随动控制,快速自动调焦,高灵敏的记录和检测设备,工业机器人,仿生义肢等,空心杯电动机能很好地满足其技术要求。
2、对驱动元件要求平稳持久拖动的产品。如各类便携式的仪器仪表,个人随身装备,野外作业的仪器设备,电动车等,同样一组电源,供电时间可以延长一倍以上。
3、各种飞行器,包括航空、航天、航模等。利用空心杯电动机重量轻,体积小,能耗低的优点,可以最大限度地减轻飞行器的重量。
4、各种各样的民用电器、工业产品。采用空心杯电动机作为执行元件,可以使产品档次提高,性能优越。
5、m aigoo小编了解到,空心杯电机利用其能量转换效率高的优势,也作为发电机使用;利用其线性运行特性,也作为测速发电机使用;配上减速器,也可以作为力矩电动机使用。
1、结构不同
普通电机由定子、转子和其它附件组成。空心杯电动机在结构上突破了传统电机的转子结构形式,采用的是无铁芯转子,也叫空心杯型转子。
2、特点不同
空心杯电机和普通电机相比,能量转换效率很高,其最大效率一般在70%-90%;起动、制动迅速,响应极快,机械时间常数小于28毫秒,部分产品可以达到10毫秒以内,普通铁芯电动机一般在100毫秒以上;运行稳定性十分可靠;空心杯电动机的能量密度大幅度提高,与同等功率的铁芯电动机相比,其重量、体积减轻1/3-1/2。
1、结构不同
空心杯电动机在结构上突破了传统电机的转子结构形式,采用的是无铁芯转子,也叫空心杯型转子。
无刷电机是指无电刷和换向器(或集电环)的电机,又称无换向器电机。无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成,是一种典型的机电一体化产品。
2、原理不同
空心杯电机采用的是无铁芯转子,这种转子结构彻底消除了由于铁芯形成涡流而造成的电能损耗,同时其重量和转动惯量大幅降低,从而减少了转子自身的机械能损耗。
无刷直流电机的定子绕组多做成三相对称星形接法,同三相异步电动机十分相似。电动机的转子上粘有已充磁的永磁体,为了检测电动机转子的极性,在电动机内装有位置传感器。
3、功能应用不同
空心杯电动机的应用,从军事、高科技领域进入大工业和民用领域后,十多年来得到迅速的发展,尤其是在工业发达国家,已经涉及到大部分行业和许多产品。
无刷直流电机的应用十分广泛,如汽车、工具、工业工控、自动化以及航空航天等等。
1、功率密度高:空心杯微电机的功率密度是输出功率与重量或体积的比值,无铁芯转子与普通铁芯转子相比要轻,无铁芯转子消除了铁芯转子产生的涡流与磁滞损耗,提高了微电机的效率,确保较高的输出转矩与输出功率;
2、使用效率高:无铁芯转子没有涡流损耗与磁滞损耗,电阻也非常小降低了铜损;
3、无转矩滞后:无铁芯转子因没有磁滞损耗,所以减少了速度和转矩波动;
4、无齿槽效应:普通微电机会在槽与磁体的相互作用下产生齿槽效应,而空心杯电机消除了此效应,所以齿槽效应和转矩滞后现象都不会存在;
5、启动转矩低:由于无磁滞损耗、无齿槽效应所以启动转矩非常低,通常轴承负荷是唯一的阻碍;
6、高转速线圈:微电机在高速运转时电感值参数是重要的,电感值小会使起动电压低,通过增加极数和减少机壳的厚度,电感值表笑有助于降低微电机的重量同时提高了功率密度;
7、快速响应:由于微电机感应值低,电流对电压的波动响应快,转子的转动惯量小,转矩和电流的响应转速相当,所以转子的加速度是普通铁芯电机的2倍左右;
8、散热性好:空心杯转子表面有空气流动,比铁芯转子的散热性能要好,铁芯转子的漆包线镶嵌在硅钢片槽内,线圈表面气流少,温升较大,在同等功率输出条件下,空心杯直流电机的温升较小。
无铁芯空心杯微电机在处于静止状态下,如绕组一相切断或电源切断一相接通电源,绕组的发生的磁场点2个大小相等,方向相反旋转磁场,它们和转子作用发生的扭矩大小相等,方向相反相互抵消,零起动转矩下电机不能启动,这便是空心杯电机的缺点。
1、看
观察电机运行过程中有无异常。出现电机在运行过程中冒烟、电机转速变慢,且发出较沉重的“嗡嗡”声、电机在正常运行时突然停止、电机剧烈震动、电机内接触点和连接处有变色、烧痕、烧毁烟迹等现象时,可判定电机故障。
2、听
据mai goo编辑了解,正常运行时,电机会发出均匀、较轻的“嗡嗡”声,没有杂音或其他特别的声音。如果发出较沉重或响亮的噪声,如轴承杂音、通风噪声、机械摩擦声等,表明电机很可能存在故障。
3、闻
通过闻电机的气味,能够判断故障原因。如果闻到特殊的油漆味,说明电机内部温度过高;若有很重的糊味或焦臭味,很可能是绝缘层已被击穿或绕组线圈已烧毁。
4、摸
通过触摸电机的某些部位,也能判断故障原因。在此特别要求,触摸时一定要佩戴手套,且用手背去碰触电机外壳、轴承等部位,以确保安全。电机某些部位温度异常,可能有5种原因:通风不良,如风扇脱落、通风道堵塞等;电机过载,导致电流过大,从而使定子绕组过热;定子绕组短路或三相电流不平衡;电机被频繁启动或制动;轴承周围温度过高,可能是轴承损坏或缺油。
空心杯电机的寿命一般在15年至20年,空心杯电机的寿命长短大体上取决于使用者的保养,使用环境的好坏及电机在使用中受到的电磁、热、振动等因素,具体的空心杯电机应具体的分析。
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