Być może słyszałeś o silniku z pustym kubkiem. Co to jest silnik z pustym kubkiem? Jaka jest różnica między nim a silnikiem ogólnym? Jaki rodzaj magnesu trwałego zastosowano w silniku z pustym kubkiem? Dziś przyjrzymy się tym pytaniom.
Wraz z ciągłym rozwojem nauki i technologii, technologia silników również podlega ciągłym innowacjom. Szczególnie obecnie branża przemysłowa stale stawia wyższe oczekiwania i wymagania dotyczące właściwości serwo silników, dlatego też powstały silniki z wydrążonym kubkiem. Silniki z pustym kubkiem należą do serwomotorów i silników sterujących z magnesami trwałymi prądu stałego i można je również sklasyfikować jako mikrosilniki.
Silniki z pustym kubkiem charakteryzują się wyjątkowymi właściwościami oszczędzania energii, czułą i wygodną charakterystyką sterowania oraz stabilną charakterystyką pracy, a ich zaawansowanie technologiczne jest bardzo oczywiste. Jako wysokowydajne urządzenie do konwersji energii wyznacza kierunek rozwoju silników w wielu dziedzinach.
Struktura i zasada silnika z pustym kubkiem
Poniższy rysunek przedstawia uproszczony schemat budowy ogólnego silnika z wydrążonym kubkiem. Silnik z pustym kubkiem jest silnikiem z magnesami trwałymi prądu stałego. Główną różnicą między nim a zwykłymi szczotkowymi i bezszczotkowymi silnikami prądu stałego jest to, że wykorzystuje on bezrdzeniowy wirnik zwany wydrążonym wirnikiem miskowym.
Wirnik jest bezpośrednio uzwojony drutami, bez żadnej innej konstrukcji podtrzymującej uzwojenia. Same uzwojenia mają kształt miseczki, która stanowi konstrukcję wirnika (jak pokazano poniżej). Ze względu na zmianę konstrukcji wirnika znacznie poprawiono właściwości eksploatacyjne silnika. Ma nie tylko wyjątkowe właściwości oszczędzania energii, ale co ważniejsze, ma właściwości sterujące i oporowe, których nie są w stanie osiągnąć silniki z żelaznym rdzeniem.
Silniki z pustym kubkiem dzielą się na dwa typy: szczotkowane i bezszczotkowe. Wirnik bezszczotkowego silnika z wydrążonym kubkiem nie ma żelaznego rdzenia, a stojan bezszczotkowego silnika z wydrążonym kubkiem nie ma żelaznego rdzenia. Popularne modele silników z pustym kubkiem dostępne na rynku mają średnice Φ4, Φ6, Φ7, Φ8, Φ10, Φ12, Φ15 itd.
Zalety i zastosowania silników z pustym kubkiem
Silniki z pustym kubkiem mają szereg zalet, takich jak duża gęstość mocy, wysoka wydajność, brak opóźnienia momentu obrotowego, brak efektu zazębienia, niski moment rozruchowy, brak siły promieniowej między wirnikiem a stojanem, płynna krzywa prędkości, niski poziom hałasu i dobre ciepło rozpusta.
Zastosowanie silników z wydrążonym kubkiem rozwinęło się szybko w ciągu ostatnich dziesięciu lat po wejściu na duże pola przemysłowe i cywilne. Wykorzystując lekkość, małe rozmiary i niskie zużycie energii silnika z wydrążonym kubkiem, masę samolotu można zmniejszyć do maksymalnym stopniu.
4. Różne cywilne urządzenia elektryczne i produkty przemysłowe. Użycie silnika z pustym kubkiem jako siłownika może poprawić jakość i wydajność produktu.
5. Ponieważ silnik z pustym kubkiem jest mały, wiele produktów o stosunkowo małych wymaganiach objętościowych wykorzystuje pusty kubek jako element napędowy. Na przykład; upominki-zabawki (samochody, modele samolotów itp.), produkty do masażu kosmetycznego (szczoteczki do twarzy, instrumenty indukcyjne, masażery do twarzy itp.), artykuły codziennego użytku (elektryczne szczoteczki do zębów, szczoteczki do szamponów, prostownice do włosów itp.).
Magnesy silnikowe z pustymi kubkami
Silniki z pustym kubkiem zazwyczaj wykorzystują spiekane magnesy trwałe NdFeB, które charakteryzują się wysoką remanencją, wysoką koercją i produktem o wysokiej energii magnetycznej. Jest to najbardziej odpowiedni na rynku materiał na magnesy trwałe do silników z pustym kubkiem. Przy tym samym rozmiarze danych silnika i wiatru, siła działania stali magnetycznej bezpośrednio wpływa na prędkość silnika. Typowe magnesy NdFeB odpowiednie do silników z pustym kubkiem mają kształt pierścieni i charakteryzują się takimi parametrami jak N40, N45 itp. oraz odpornością na temperaturę około 80 stopni -100 stopni.