Hiệu suất động cơ khác biệt 1: tốc độ/mô-men xoắn/kích thước
Có đủ loại động cơ trên thế giới. Động cơ lớn và động cơ nhỏ. Một động cơ chuyển động tới lui thay vì quay. Một động cơ thoạt nhìn không rõ tại sao nó lại đắt đến vậy. Tuy nhiên, tất cả động cơ đều được lựa chọn vì một lý do nào đó. Vậy động cơ lý tưởng của bạn cần loại động cơ, hiệu suất hoặc đặc điểm nào?
Mục đích của loạt bài này là cung cấp kiến thức về cách lựa chọn động cơ lý tưởng. Chúng tôi hy vọng nó sẽ hữu ích khi bạn lựa chọn động cơ. Và chúng tôi hy vọng nó sẽ giúp mọi người tìm hiểu những kiến thức cơ bản về động cơ.
Sự khác biệt về hiệu suất sẽ được giải thích và chia thành hai phần riêng biệt như sau:
Tốc độ/Mô-men xoắn/Kích thước/Giá ← Các mục chúng ta sẽ thảo luận trong chương này
Tốc độ chính xác/độ mượt mà/tuổi thọ và khả năng bảo trì/sinh bụi/hiệu quả/nhiệt
Phát điện/rung động và tiếng ồn/biện pháp đối phó khí thải/môi trường sử dụng

1. Kỳ vọng cho động cơ: chuyển động quay
Động cơ thường dùng để chỉ động cơ lấy năng lượng cơ học từ năng lượng điện, và trong hầu hết các trường hợp là động cơ tạo ra chuyển động quay. (Cũng có động cơ tuyến tính tạo ra chuyển động thẳng, nhưng lần này chúng ta sẽ không đề cập đến động cơ này.)
Vậy, bạn muốn nó quay kiểu nào? Bạn muốn nó quay mạnh mẽ như máy khoan, hay bạn muốn nó quay yếu nhưng ở tốc độ cao như quạt điện? Bằng cách tập trung vào sự khác biệt trong chuyển động quay mong muốn, hai đặc tính tốc độ quay và mô-men xoắn trở nên quan trọng.
2. Mô-men xoắn
Mô-men xoắn là lực quay. Đơn vị của mô-men xoắn là N·m, nhưng trong trường hợp động cơ nhỏ, mN·m thường được sử dụng.
Động cơ được thiết kế theo nhiều cách khác nhau để tăng mô-men xoắn. Số vòng dây điện từ càng nhiều thì mô-men xoắn càng lớn.
Vì số vòng quấn bị giới hạn bởi kích thước cuộn dây cố định nên người ta sử dụng dây tráng men có đường kính lớn hơn.
Dòng động cơ không chổi than (TEC) của chúng tôi có các kích thước 16 mm, 20 mm, 22 mm và 24 mm, 28 mm, 36 mm, 42 mm, 8 loại với đường kính ngoài 60 mm. Do kích thước cuộn dây cũng tăng theo đường kính động cơ, nên có thể đạt được mô-men xoắn cao hơn.
Nam châm mạnh được sử dụng để tạo ra mô-men xoắn lớn mà không làm thay đổi kích thước động cơ. Nam châm Neodymium là nam châm vĩnh cửu mạnh nhất, tiếp theo là nam châm Samari-Coban. Tuy nhiên, ngay cả khi bạn chỉ sử dụng nam châm mạnh, lực từ vẫn sẽ rò rỉ ra khỏi động cơ, và lực từ rò rỉ sẽ không đóng góp vào mô-men xoắn.
Để tận dụng tối đa từ tính mạnh, một vật liệu chức năng mỏng gọi là tấm thép điện từ được cán mỏng để tối ưu hóa mạch từ.
Hơn nữa, vì lực từ của nam châm samarium coban ổn định với sự thay đổi nhiệt độ nên việc sử dụng nam châm samarium coban có thể điều khiển động cơ ổn định trong môi trường có sự thay đổi nhiệt độ lớn hoặc nhiệt độ cao.
3. Tốc độ (vòng quay)
Số vòng quay của động cơ thường được gọi là "tốc độ". Đây là hiệu suất của số vòng quay động cơ trên một đơn vị thời gian. Mặc dù "vòng/phút" thường được sử dụng để chỉ số vòng quay mỗi phút, nhưng trong hệ đơn vị SI, nó cũng được biểu thị là "min-1".
So với mô-men xoắn, việc tăng số vòng quay không khó về mặt kỹ thuật. Chỉ cần giảm số vòng trong cuộn dây để tăng số vòng. Tuy nhiên, vì mô-men xoắn giảm khi số vòng quay tăng, nên điều quan trọng là phải đáp ứng cả yêu cầu về mô-men xoắn và số vòng quay.
Ngoài ra, nếu sử dụng ở tốc độ cao, tốt nhất nên sử dụng ổ bi thay vì ổ trượt. Tốc độ càng cao, tổn thất lực cản ma sát càng lớn, tuổi thọ của động cơ càng ngắn.
Tùy thuộc vào độ chính xác của trục, tốc độ càng cao thì các vấn đề liên quan đến tiếng ồn và độ rung càng lớn. Vì động cơ không chổi than không có chổi than cũng như bộ chuyển mạch, nên nó tạo ra ít tiếng ồn và độ rung hơn động cơ chổi than (khiến chổi than tiếp xúc với bộ chuyển mạch quay).
Bước 3: Kích thước
Khi nói đến động cơ lý tưởng, kích thước động cơ cũng là một trong những yếu tố quan trọng quyết định hiệu suất. Ngay cả khi tốc độ (vòng quay) và mô-men xoắn đủ lớn, cũng vô nghĩa nếu không thể lắp đặt vào sản phẩm cuối cùng.
Nếu chỉ muốn tăng tốc độ, bạn có thể giảm số vòng dây, dù số vòng ít, nhưng nếu không có mô-men xoắn tối thiểu, nó sẽ không quay. Do đó, cần phải tìm cách tăng mô-men xoắn.
Ngoài việc sử dụng các nam châm mạnh nêu trên, việc tăng hệ số chu kỳ làm việc của cuộn dây cũng rất quan trọng. Chúng tôi đã nói về việc giảm số vòng dây quấn để đảm bảo số vòng quay, nhưng điều này không có nghĩa là dây quấn lỏng lẻo.
Bằng cách sử dụng dây dày thay vì giảm số vòng quấn, dòng điện có thể chạy qua với lưu lượng lớn và mô-men xoắn cao ngay cả ở cùng tốc độ. Hệ số không gian là một chỉ số cho biết độ chặt của dây quấn. Cho dù là tăng số vòng dây mỏng hay giảm số vòng dây dày, đây đều là một yếu tố quan trọng để đạt được mô-men xoắn.
Nhìn chung, công suất đầu ra của động cơ phụ thuộc vào hai yếu tố: sắt (nam châm) và đồng (cuộn dây).

Thời gian đăng: 21-07-2023