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                                      空心杯電機-百度百科
                                      發布時間:2024-07-12 12:03     瀏覽量:1038

                                              空心杯電動機屬于直流永磁的伺服、控制電動機,也可以將其歸類為微特電機??招谋妱訖C具有突出的節能特性、靈敏方便的控制特性和穩定的運行特性,技術先進性十分明顯。作為高效率的能量轉換裝置,在很多領域代表了電動機的發展方向。


                                      簡介

                                              空心杯電動機在結構上突破了傳統電機的轉子結構形式,采用的是無鐵芯轉子,也叫空心杯型轉子。這種新穎的轉子結構徹底消除了由于鐵芯形成渦流而造成的電能損耗。

                                              同時其重量和轉動慣量大幅降低,從而減少了轉子自身的機械能損耗。由于轉子的結構變化而使電動機的運轉特性得到了極大改善,不但具有突出的節能特點,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 。



                                      電機類型

                                              空心杯電機分為有刷和無刷兩種,有刷空心杯電機轉子無鐵芯,無刷空心杯電機定子無鐵芯。繞組采用三角形接法 。


                                      主要特性

                                              空心杯電動機主要有以下特性:

                                              1、節能特性:能量轉換效率很高,其最大效率一般在70%以上,部分產品可達到90%以上(鐵芯電動機一般在70%)。

                                              2、控制特性:起動、制動迅速,響應極快,機械時間常數小于28毫秒,部分產品可以達到10毫秒以內(鐵芯電動機一般在100毫秒以上);在推薦運行區域內的高速運轉狀態下,可以方便地對轉速進行靈敏的調節。

                                              3、拖動特性:運行穩定性十分可靠,轉速的波動很小,作為微型電動機其轉速波動能夠容易的控制在2%以內。

                                              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 。



                                      原理

                                              空心杯電動機在結構上突破了傳統電機的轉子結構形式,采用的是無鐵芯轉子,也叫空心杯型轉子。這種轉子結構徹底消除了由于鐵芯形成渦流而造成的電能損耗,同時其重量和轉動慣量大幅降低,從而減少了轉子自身的機械能損耗??招谋姍C屬于直流、永磁、伺服微特電機。


                                      分類

                                              空心杯電機分為有刷和無刷兩種,有刷空心杯電機轉子無鐵芯,無刷空心杯電機定子無鐵芯。


                                      應用

                                              由于空心杯電動機克服了有鐵芯電動機不可逾越的技術障礙,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用領域。尤其是隨著工業技術的飛速發展,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用場合擁有不可替代的地位。

                                              空心杯電動機的應用,高科技領域進入大工業和民用領域后,十多年來得到迅速的發展,尤其是在工業發達國家,已經涉及到大部分行業和許多產品。

                                              1、需要快速響應的隨動系統。如導彈的飛行方向快速調節,高倍率光驅的隨動控制,快速自動調焦,高靈敏的記錄和檢測設備,工業機器人,仿生義肢等,空心杯電動機能很好地滿足其技術要求。

                                              2、對驅動元件要求平穩持久拖動的產品。如各類便攜式的儀器儀表,個人隨身裝備,野外作業的儀器設備,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,利用空心杯電動機重量輕,體積小,能耗低的優點,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、工業產品。采用空心杯電動機作為執行元件,可以使產品檔次提高,性能優越。

                                              5、利用其能量轉換效率高的優勢,也作為發電機使用;利用其線性運行特性,也作為測速發電機使用;配上減速器,也可以作為力矩電動機使用。

                                              隨著工業技術進步,各種機電設備嚴格的技術條件對伺服電動機提出越來越高的技術要求,同時,空心杯電動機的應用范圍已經完全脫離了高端產品的局限性,正在迅速地擴大在一般民用等低端產品上的應用范圍,以廣泛提升產品品質。據有關資料統計,在工業發達國家已經有100多種民用產品上成熟應用了空心杯電動機 。


                                      國內發展現狀

                                              國內工業界對空心杯電動機的卓越性能尚沒有充分認識,阻礙了許多領域機電產品的技術進步,嚴重影響了我們與國外同類產品的技術競爭力。國內開發的許多新產品,因電機性能不符合要求,其產品的整體水平始終與國外同類產品存在較大差距,限制了很多產品的開發與發展,比如醫療器械、義肢、機器人、攝像機、照相機和一些特殊領域,甚至在紡織機械、激光測量儀器等方面都存在這種現象。但是,空心杯電動機的生產,由于其工藝復雜,生產自動化程度遠不如鐵芯電動機,導致其生產成本高,勞動力成本高,而且對操作者的技能水平要求高。給大規模生產帶來很多困難和限制。我國對空心杯電動機的開發研制工作已有二三十年的歷史,但直到后來才得到了較快發展,不但在國內市場替代進口產品,而且已有企業開始參與國際市場的競爭 。


                                      關鍵技術

                                              有刷直流無鐵芯空心杯電機融合了多項關鍵的技術,例如:低轉動慣量、無齒槽、低摩擦和非常緊湊的換向系統,這些優點將帶來更快的加速度、更高的效率、更低的焦耳損耗以及更大的持續轉矩??招谋姍C技術減小了體積、減輕了重量并減少了發熱量,因此是便攜或小型設備等類似應用領域的理想選擇。這樣便實現了在一個尺寸更小的機架中獲得更優異的電機性能,從而為最終用戶提供更好的舒適度和便利性。此外,在以蓄電池供電的應用中,無鐵芯設計還可以延長設備的使用壽命并提高能源效率 。


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