技術(shù)應(yīng)用
空心杯電機特點及應(yīng)用領(lǐng)域
空心杯電機屬于直流、永磁、伺服微特電機?招谋妱訖C具有突出的節(jié)能特性、靈敏方便的控制特性和穩(wěn)定的運行特性,作為高效率的能量轉(zhuǎn)換裝置,代表了電動機的發(fā)展方向。空心杯電機在結(jié)構(gòu)上突破了傳統(tǒng)電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式,采用的是無鐵芯轉(zhuǎn)子?招谋姍C具有十分突出的節(jié)能、控制和拖動特性
原理及結(jié)構(gòu)
空心杯電動機在結(jié)構(gòu)上突破了傳統(tǒng)電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式,采用的是無鐵芯轉(zhuǎn)子,也叫空心杯型轉(zhuǎn)子。這種新穎的轉(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,同時其重量和轉(zhuǎn)動慣量大幅降低,從而減少了轉(zhuǎn)子自身的機械能損耗。由于轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)變化而使電動機的運轉(zhuǎn)特性得到了極大改善,不但具有突出的節(jié)能特點,更為重要的是具備了鐵芯電動機所無法達到的控制和拖動特性。
空心杯電機分為有刷和無刷兩種,有刷空心杯電機轉(zhuǎn)子無鐵芯,無刷空心杯電機定子無鐵芯。
主要特點
空心杯電動機主要有:
1、節(jié)能特性:能量轉(zhuǎn)換效率很高,其最大效率一般在70%以上,部分產(chǎn)品可達到90%以上(鐵芯電動機一般在20-50%)。
2、控制特性:起動、制動迅速,響應(yīng)極快,機械時間常數(shù)小于28毫秒,部分產(chǎn)品可以達到10毫秒以內(nèi)(鐵芯電動機一般在100毫秒以上);在推薦運行區(qū)域內(nèi)的高速運轉(zhuǎn)狀態(tài)下,可以方便地對轉(zhuǎn)速進行靈敏的調(diào)節(jié)。
3、拖動特性:運行穩(wěn)定性十分可靠,轉(zhuǎn)速的波動很小,作為微型電動機其轉(zhuǎn)速波動能夠容易的控制在2%以內(nèi)。
另外,空心杯電動機的能量密度大幅度提高,與同等功率的鐵芯電動機相比,其重量、體積減輕1/3-1/2。
應(yīng)用
空由于空心杯電動機克服了鐵芯電動機不可逾越的技術(shù)障礙,而且其突出的特點集中在電動機的主要性能方面,使其具備了廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。尤其是隨著工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展,對電動機的伺服特性不斷提出更高的期望和要求,使空心杯電動機在很多應(yīng)用場合擁有不可替代的地位。
空心杯電動機的應(yīng)用,從軍事、高科技領(lǐng)域進入大工業(yè)和民用領(lǐng)域后,十多年來得到迅速的發(fā)展,尤其是在工業(yè)發(fā)達國家,已經(jīng)涉及到大部分行業(yè)和許多產(chǎn)品。
1、需要快速響應(yīng)的隨動系統(tǒng)。如導(dǎo)彈的飛行方向快速調(diào)節(jié),高倍率光驅(qū)的隨動控制,快速自動調(diào)焦,高靈敏的記錄和檢測設(shè)備,工業(yè)機器人,仿生義肢等,空心杯電動機能很好地滿足其技術(shù)要求。
2、對驅(qū)動元件要求平穩(wěn)持久拖動的產(chǎn)品。如各類便攜式的儀器儀表,個人隨身裝備,野外作業(yè)的儀器設(shè)備,電動車等,同樣一組電源,供電時間可以延長一倍以上。
3、各種飛行器,包括航空、航天、航模等。利用空心杯電動機重量輕,體積小,能耗低的優(yōu)點,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。采用空心杯電動機作為執(zhí)行元件,可以使產(chǎn)品檔次提高,性能優(yōu)越。
5、利用其能量轉(zhuǎn)換效率高的優(yōu)勢,也作為發(fā)電機使用;利用其線性運行特性,也作為測速發(fā)電機使用;配上減速器,也可以作為力矩電動機使用。
隨著工業(yè)技術(shù)進步,各種機電設(shè)備嚴格的技術(shù)條件對伺服電動機提出越來越高的技術(shù)要求,同時,目前空心杯電動機的應(yīng)用范圍已經(jīng)完全脫離了高端產(chǎn)品的局限性,正在迅速地擴大在一般民用等低端產(chǎn)品上的應(yīng)用范圍,以廣泛提升產(chǎn)品品質(zhì)。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計,在工業(yè)發(fā)達國家已經(jīng)有100多種民用產(chǎn)品上成熟應(yīng)用了空心杯電動機。
另外還應(yīng)用于醫(yī)療器械、義肢、機器人、攝像機、照相機和一些特殊領(lǐng)域,甚至在紡織機械、激光測量儀器等。