Mootori jõudluse erinevus 1: kiirus/pöördemoment/suurus
Maailmas on igasuguseid mootoreid. Suur mootor ja väike mootor. Mootor, mis pöörlemise asemel liigub edasi-tagasi. Mootor, mille kallis hind esmapilgul pole ilmne. Kuid kõik mootorid valitakse põhjusega. Milline mootor, jõudlus või omadused peaksid siis olema ideaalsel mootoril?
Selle sarja eesmärk on anda teadmisi ideaalse mootori valimise kohta. Loodame, et see on teile mootori valimisel kasulik. Ja loodame, et see aitab inimestel õppida mootorite põhitõdesid.
Selgitatavad jõudluserinevused jagatakse kahte eraldi ossa järgmiselt:
Kiirus/Pöördemoment/Suurus/Hind ← Selles peatükis käsitletavad teemad
Kiirus, täpsus/sujuvus/eluiga ja hooldatavus/tolmu teke/tõhusus/soojus
Energiatootmine/vibratsioon ja müra/heitgaaside vastumeetmed/kasutuskeskkond

1. Ootused mootorile: pöörlev liikumine
Mootor viitab üldiselt mootorile, mis saab mehaanilist energiat elektrienergiast, ja enamasti viitab see mootorile, mis saavutab pöörleva liikumise. (On olemas ka lineaarmootor, mis liigub sirgjooneliselt, aga me jätame selle seekord välja.)
Millist pöörlemist te siis tahate? Kas soovite, et see pöörleks võimsalt nagu puur, või soovite, et see pöörleks nõrgalt, aga suurel kiirusel nagu elektriventilaator? Keskendudes soovitud pöörlemisliikumise erinevusele, muutuvad oluliseks kaks omadust – pöörlemiskiirus ja pöördemoment.
2. Pöördemoment
Pöördemoment on pöörlemisjõud. Pöördemomendi ühik on N·m, kuid väikeste mootorite puhul kasutatakse tavaliselt mN·m.
Mootorit on pöördemomendi suurendamiseks mitmel viisil konstrueeritud. Mida rohkem elektromagnetilise juhtme pöördeid teeb, seda suurem on pöördemoment.
Kuna mähiste arv on fikseeritud mähise suurusega piiratud, kasutatakse suurema läbimõõduga emailitud traati.
Meie harjadeta mootorite seeria (TEC) on saadaval 16 mm, 20 mm ja 22 mm ning 24 mm, 28 mm, 36 mm ja 42 mm välisläbimõõduga kaheksas erinevas variandis, mille välisläbimõõt on 60 mm. Kuna mähise suurus suureneb koos mootori läbimõõduga, on võimalik saavutada suurem pöördemoment.
Võimsaid magneteid kasutatakse suurte pöördemomentide genereerimiseks ilma mootori suurust muutmata. Neodüümmagnetid on kõige võimsamad püsimagnetid, millele järgnevad samaarium-koobaltmagnetid. Isegi kui kasutate ainult tugevaid magneteid, lekib magnetjõud mootorist välja ja lekkiv magnetjõud ei panusta pöördemomenti.
Tugeva magnetismi täielikuks ärakasutamiseks lamineeritakse õhuke funktsionaalne materjal, mida nimetatakse elektromagnetiliseks terasplaadiks, et optimeerida magnetilist vooluringi.
Lisaks, kuna samaariumkoobaltmagnetite magnetiline jõud on temperatuurimuutuste suhtes stabiilne, saab samaariumkoobaltmagnetite abil mootorit stabiilselt juhtida keskkonnas, kus on suured temperatuurimuutused või kõrge temperatuur.
3. Kiirus (pöörded)
Mootori pöörete arvu nimetatakse sageli "kiiruseks". See on näitaja, mitu korda mootor pöörleb ajaühikus. Kuigi "rpm" tähistab tavaliselt pööret minutis, väljendatakse seda SI-süsteemis ka kui "min-1".
Võrreldes pöördemomendiga pole pöörete arvu suurendamine tehniliselt keeruline. Pöörete arvu suurendamiseks tuleb lihtsalt vähendada mähise keerdude arvu. Kuna aga pöördemoment väheneb pöörete arvu suurenedes, on oluline täita nii pöördemomendi kui ka pöörete arvu nõudeid.
Lisaks on kiiretel töödel parem kasutada liuglaagrite asemel kuullaagreid. Mida suurem on kiirus, seda suurem on hõõrdetakistuse kadu ja seda lühem on mootori eluiga.
Sõltuvalt võlli täpsusest, mida suurem on kiirus, seda suuremad on müra ja vibratsiooniga seotud probleemid. Kuna harjadeta mootoril pole ei harja ega kommutaatorit, tekitab see vähem müra ja vibratsiooni kui harjadega mootor (mis viib harja pöörleva kommutaatoriga kokkupuutesse).
3. samm: Suurus
Ideaalse mootori valimisel on mootori suurus samuti üks olulisi jõudlustegureid. Isegi kui kiirus (pöörded) ja pöördemoment on piisavad, on see mõttetu, kui seda ei saa lõpptootele paigaldada.
Kui soovite ainult kiirust suurendada, saate vähendada traadi keerdude arvu isegi väikese keerdude arvu korral, kuid kui minimaalset pöördemomenti pole, siis see ei pöörle. Seetõttu on vaja leida viise pöördemomendi suurendamiseks.
Lisaks ülaltoodud tugevate magnetite kasutamisele on oluline suurendada ka mähise töötsüklit. Oleme rääkinud juhtmete keerdude arvu vähendamisest, et tagada pöörete arv, kuid see ei tähenda, et traat oleks lõdvalt keritud.
Jämedate juhtmete kasutamine mähiste arvu vähendamise asemel võimaldab voolata suures koguses voolu ja saavutada suure pöördemomendi isegi sama kiiruse juures. Ruumikoefitsient näitab, kui tihedalt traat on keritud. Olenemata sellest, kas suurendatakse õhukeste keerdude arvu või vähendatakse paksude keerdude arvu, on see pöördemomendi saavutamisel oluline tegur.
Üldiselt sõltub mootori väljundvõimsus kahest tegurist: rauast (magnet) ja vasest (mähis).

Postituse aeg: 21. juuli 2023