Differenza di prestazioni del motore 1: velocità/coppia/dimensione
Esistono motori di ogni tipo al mondo. Motori grandi e motori piccoli. Un motore che si muove avanti e indietro invece di ruotare. Un motore di cui a prima vista non si capisce il motivo per cui è così costoso. Tuttavia, tutti i motori vengono scelti per un motivo. Quindi, che tipo di motore, prestazioni o caratteristiche deve avere il tuo motore ideale?
Lo scopo di questa serie è fornire nozioni su come scegliere il motore ideale. Ci auguriamo che vi sia utile nella scelta del motore e che aiuti a comprendere le basi dei motori.
Le differenze di prestazioni da spiegare saranno divise in due sezioni separate come segue:
Velocità/Coppia/Dimensioni/Prezzo ← Gli elementi di cui parleremo in questo capitolo
Precisione della velocità/fluidità/durata e manutenibilità/generazione di polvere/efficienza/calore
Produzione di energia/vibrazioni e rumore/contromisure di scarico/ambiente di utilizzo
1. Aspettative per il motore: moto rotatorio
Un motore generalmente si riferisce a un motore che ottiene energia meccanica dall'energia elettrica e, nella maggior parte dei casi, a un motore che ottiene un movimento rotatorio. (Esiste anche un motore lineare che ottiene un movimento rettilineo, ma questa volta lo tralasceremo.)
Quindi, che tipo di rotazione desideri? Vuoi che ruoti con potenza come un trapano, o che ruoti debolmente ma ad alta velocità come un ventilatore elettrico? Concentrandoti sulla differenza nel moto rotatorio desiderato, le due proprietà di velocità di rotazione e coppia diventano importanti.
2. Coppia
La coppia è la forza di rotazione. L'unità di misura della coppia è N·m, ma nel caso di motori di piccole dimensioni, si usa comunemente mN·m.
Il motore è stato progettato in vari modi per aumentare la coppia. Più spire del filo elettromagnetico sono presenti, maggiore è la coppia.
Poiché il numero di avvolgimenti è limitato dalle dimensioni fisse della bobina, viene utilizzato filo smaltato con un diametro maggiore.
La nostra serie di motori brushless (TEC) è disponibile con diametri di 16 mm, 20 mm e 22 mm, 24 mm, 28 mm, 36 mm e 42 mm, in 8 modelli con diametro esterno di 60 mm. Poiché anche le dimensioni della bobina aumentano con il diametro del motore, è possibile ottenere una coppia maggiore.
Magneti potenti vengono utilizzati per generare coppie elevate senza modificare le dimensioni del motore. I magneti al neodimio sono i magneti permanenti più potenti, seguiti dai magneti al samario-cobalto. Tuttavia, anche utilizzando solo magneti potenti, la forza magnetica fuoriuscirà dal motore e la perdita di forza magnetica non contribuirà alla coppia.
Per sfruttare al massimo il forte magnetismo, viene laminato un sottile materiale funzionale, denominato piastra di acciaio elettromagnetico, per ottimizzare il circuito magnetico.
Inoltre, poiché la forza magnetica dei magneti in samario-cobalto è stabile alle variazioni di temperatura, l'uso di magneti in samario-cobalto può azionare stabilmente il motore in un ambiente con grandi variazioni di temperatura o temperature elevate.
3. Velocità (giri)
Il numero di giri di un motore è spesso definito "velocità". Rappresenta il numero di giri che il motore compie nell'unità di tempo. Sebbene "rpm" sia comunemente usato come giri al minuto, nel sistema di unità di misura SI è espresso anche come "min-1".
Rispetto alla coppia, aumentare il numero di giri non è tecnicamente difficile. Basta ridurre il numero di spire della bobina per aumentarlo. Tuttavia, poiché la coppia diminuisce all'aumentare del numero di giri, è importante soddisfare sia i requisiti di coppia che di giri.
Inoltre, in caso di utilizzo ad alta velocità, è preferibile utilizzare cuscinetti a sfere anziché cuscinetti lisci. Maggiore è la velocità, maggiore è la perdita di resistenza all'attrito, minore è la durata del motore.
A seconda della precisione dell'albero, maggiore è la velocità, maggiori sono i problemi di rumore e vibrazioni. Poiché un motore brushless non ha né spazzole né commutatore, produce meno rumore e vibrazioni rispetto a un motore con spazzole (che mette le spazzole a contatto con il commutatore rotante).
Fase 3: Dimensioni
Quando si tratta del motore ideale, anche le sue dimensioni sono un fattore determinante per le prestazioni. Anche se la velocità (giri) e la coppia sono sufficienti, non ha senso se non può essere installato sul prodotto finale.
Se si vuole solo aumentare la velocità, si può ridurre il numero di spire del filo, anche se il numero è piccolo, ma a meno che non ci sia una coppia minima, il filo non ruoterà. Pertanto, è necessario trovare il modo di aumentare la coppia.
Oltre a utilizzare i magneti potenti sopra menzionati, è anche importante aumentare il fattore di ciclo di lavoro dell'avvolgimento. Abbiamo parlato di ridurre il numero di avvolgimenti del filo per garantire il numero di giri, ma questo non significa che il filo sia avvolto in modo lasco.
Utilizzando fili spessi invece di ridurre il numero di spire, è possibile ottenere flussi di corrente elevati e una coppia elevata anche a parità di velocità. Il coefficiente spaziale è un indicatore della compattezza dell'avvolgimento del filo. Che si aumenti il numero di spire sottili o si riduca quello di spire spesse, è un fattore importante per ottenere la coppia.
In generale, la potenza di un motore dipende da due fattori: ferro (magnete) e rame (avvolgimento).
Data di pubblicazione: 21 luglio 2023
