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空心杯有刷直流电机原理和优缺点

2021-09-03 16:29:15     来源:英英的自留地        

【哔哥哔特导读】大家要注意区分,为了避免歧义建议大家不要将后者成为空心杯电机。从另外一个角度来看空心杯的小惯量和高响应在无槽无刷直流电机身上也无法得到充分的体现,那在称为空心杯电机有什么意义呢?

空心杯电机的灵魂所在:转子电枢只有绕组没有电枢铁芯。

与普通直流电机转子相比:

转子无铁芯,转动惯量小 电枢绕组为悬臂形式,结构强度弱 绕组无槽结构,转矩均匀

空心杯电机转子将铁心与转子绕组分离,与定子固定在一起用来形成完整的磁路。通常情况下空心杯电机的铁芯会由永磁体替换,已经没有了名义上的电机铁芯。同时电机壳体要作为磁路的一部分,以便形成完整的磁路。

如果给空心杯电机归类的话,空心杯电机是一台不安分守己的直流电机,它:

是一台直流电机;是一台有刷直流电机;是一台转子只有绕组无铁芯的有刷直流电机;

有些专家根据将结构形式上类似空心杯的无槽无刷直流电机也成为空心杯电机,这样称呼会产生很大的误解,两者从工作原理上存在着本质区别。

空心杯电机属于有刷直流电机;

空心杯绕组无刷直流电机属于永磁同步电机;

大家要注意区分,为了避免歧义建议大家不要将后者成为空心杯电机。从另外一个角度来看空心杯的小惯量和高响应在无槽无刷直流电机身上也无法得到充分的体现,那在称为空心杯电机有什么意义呢?

空心杯电机最大的优点当然是空杯,由此给这种电机带来了其他电机无可比拟的优势:

转子空心结构转动惯量极小;机械时间常数可以做到ms级铁损小,效率高;永磁体放在杯内,结构紧凑、功率密度高;

但是空心杯结构的空心绕组不得不做成悬臂结构,这样就会带来绕组结构强度低、功率无法做大、制造水平要求高、价格稍贵的问题。但是这些问题对于高要求的特殊应用场景来说都不成问题。

因此空心杯电机在诸如航空航天这种对重量、效率、体积有着极致追求的场合,诸如精密测量这种高速度动态响应的应用场合。

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