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一般而言,電動機的定子在外面,轉子在里面

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一般而言,電動機的定子在外面,轉子在里面

發布日期:2018-12-14 作者:實日機電 點擊:

一般而言,電動機的定子在外面,轉子在里面。在傳統的有刷直流電動機中,定子磁場在外面,轉子電樞在里面。無刷直流電動機出現后,使旋轉電樞從里面走到外面,由轉子變成了定子;而原來靜止不動的定子永磁體走到了里面,由定子變成了轉子。這種結構稱之為“內轉子結構”。

在實際使用中,有時為了滿足某些電子機械的特殊技術要求,把電動機的定子電樞做在里面,而把帶永磁體的轉子做在外面,我們把這種結構稱之為“外轉子結構”,或稱之為“內定子結構”。Ms.參今天就和大家聊聊內轉子與外轉子結構電機的比較。

在無刷直流電動機的設計中,外轉子結構和內轉子結構具有各自的優缺點。這兩種設計之間的電動機特性的差異情況概括為:外轉子結構電機轉子慣量、輸出力矩/輸出功率比都較高,零部件數量相對較多,霍爾反映位置近似;而內轉子結構電機轉子慣量、輸出力矩/輸出功率比都較低,零部件數量相對較少,霍爾反映位置精確。

1.慣量的考慮

負載慣量對轉子慣量的比值是選擇一個合適電動機的關鍵要素之一。在采用齒輪減速器或者蝸輪減速器的剛性機械系統中,歸算到電動機軸上的負載慣量對轉子慣量的Z大的推薦比值為10;對于采用含有皮帶和滑輪減速的系統而言,Z大的推薦比值為4。

在系統設計時,只要有可能,不應超過被推薦的歸算到電動機軸上的負載慣量相對轉子慣量的Z大比值。在一個具有很高歸算負載慣量的系統中,采用外轉子電動機將有利于提高系統的穩定性。但是,由于加速力矩等于被加速的慣量和加速度的乘積,因此采用慣量小的內轉子電動機,負載能夠獲得較高的加速率,系統靈敏度高、反應快和頻帶寬。

內轉子結構的另一個優點是比較容易實現動態平衡。因此,從轉子動態平衡好這一點出發,內轉子結構適合于在接近9000(轉/分鐘)到12000(轉/分鐘)的高速情況下運行。

但是,電動機運行時,在機械上存在著一個高速極限:內轉子結構在其外圓表面沒有特殊的機械套簡的情況下,高速極限約為15000(轉/分鐘)左右;而外轉子結構的高速極限約為30000(轉/分鐘)左右。這對于非常高速的運行情況而言,外轉子結構具有明顯的優點。

2.輸出力矩和輸出功率的考量

對于一個給定的體積,外轉子電動機具有較高的輸出力矩和輸出功率。在高速運行的情況下,電源電壓的很大一部分將被電動機繞組的反電勢吃掉,只剩下很小一部分電源電壓能用來牽引電流。在此情況下,外轉子電動機的這一優點就特別重要。然而,由于內轉子電動機的定子電樞在外面,它能夠通過電動機的外表面直接散熱,所以內轉子電動機與外轉子電動機相比較,它能被更有效地冷卻。如果再對內轉子電動機的外表面加以強迫通風或安裝散熱裝置,這將使電動機性能有驚人的提高。

3.電動機零部件數目的考量

在此領域內,內轉子電動機與外轉子電動機相比較,內轉子電動機提供了兩個優點:第一,在內轉子結構的設計中,比較少的零件數目意味著它具有較大的內在固有的可靠性;第二,由于設計簡單,降低了電動機的制造成本,同時也為用戶節省了經費。因此,從經濟出發,在運行速度和設配慣量允許的情況下,就應選用內轉子電動機。


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