Motorleistungsunterschied 1: Drehzahl/Drehmoment/Größe
Es gibt viele verschiedene Motoren auf der Welt. Große und kleine Motoren. Motoren, die sich hin und her bewegen, anstatt sich zu drehen. Motoren, bei denen man auf den ersten Blick nicht erkennt, warum sie so teuer sind. Doch alle Motoren werden aus einem bestimmten Grund ausgewählt. Welchen Motortyp, welche Leistung oder welche Eigenschaften sollte Ihr idealer Motor also haben?
Ziel dieser Serie ist es, Wissen zur Auswahl des idealen Motors zu vermitteln. Wir hoffen, dass sie Ihnen bei der Motorauswahl hilfreich sein wird. Und wir hoffen, dass sie Ihnen hilft, die Grundlagen der Motortechnik zu erlernen.
Die zu erläuternden Leistungsunterschiede werden wie folgt in zwei separate Abschnitte unterteilt:
Geschwindigkeit/Drehmoment/Größe/Preis ← Die Punkte, die wir in diesem Kapitel besprechen werden
Geschwindigkeitsgenauigkeit/Laufruhe/Lebensdauer und Wartungsfähigkeit/Staubentwicklung/Effizienz/Wärme
Stromerzeugung/Vibrationen und Lärm/Abgasschutz/Einsatzumgebung
1. Erwartungen an den Motor: Drehbewegung
Ein Motor ist im Allgemeinen ein Motor, der mechanische Energie aus elektrischer Energie gewinnt. In den meisten Fällen handelt es sich dabei um einen Motor, der eine Drehbewegung erzeugt. (Es gibt auch einen Linearmotor, der eine geradlinige Bewegung erzeugt, den wir hier jedoch auslassen.)
Welche Rotationsart wünschen Sie sich? Soll es kraftvoll rotieren wie eine Bohrmaschine oder soll es schwach, aber schnell rotieren wie ein elektrischer Ventilator? Durch die Betrachtung des Unterschieds in der gewünschten Rotationsbewegung werden die beiden Eigenschaften Drehzahl und Drehmoment wichtig.
2. Drehmoment
Das Drehmoment ist die Rotationskraft. Die Einheit für das Drehmoment ist N·m, bei kleinen Motoren wird jedoch üblicherweise mN·m verwendet.
Der Motor wurde auf verschiedene Weisen konstruiert, um das Drehmoment zu erhöhen. Je mehr Windungen der elektromagnetische Draht hat, desto größer ist das Drehmoment.
Da die Anzahl der Wicklungen durch die feste Spulengröße begrenzt ist, wird Lackdraht mit größerem Drahtdurchmesser verwendet.
Unsere bürstenlose Motorserie (TEC) mit 16 mm, 20 mm und 22 mm sowie 24 mm, 28 mm, 36 mm, 42 mm und 8 Arten von 60 mm Außendurchmesser. Da die Spulengröße mit dem Motordurchmesser zunimmt, kann ein höheres Drehmoment erzielt werden.
Leistungsstarke Magnete erzeugen hohe Drehmomente, ohne die Motorgröße zu verändern. Neodym-Magnete sind die stärksten Permanentmagnete, gefolgt von Samarium-Kobalt-Magneten. Selbst bei ausschließlicher Verwendung starker Magnete entweicht jedoch die Magnetkraft aus dem Motor, und die entweichende Magnetkraft trägt nicht zum Drehmoment bei.
Um den starken Magnetismus optimal auszunutzen, wird ein dünnes Funktionsmaterial namens elektromagnetische Stahlplatte laminiert, um den Magnetkreis zu optimieren.
Da die Magnetkraft von Samarium-Kobalt-Magneten zudem gegenüber Temperaturschwankungen stabil ist, kann durch die Verwendung von Samarium-Kobalt-Magneten der Motor in einer Umgebung mit großen Temperaturschwankungen oder hohen Temperaturen stabil angetrieben werden.
3. Geschwindigkeit (Umdrehungen)
Die Drehzahl eines Motors wird oft als „Drehzahl“ bezeichnet. Sie gibt an, wie oft sich der Motor pro Zeiteinheit dreht. Obwohl „U/min“ üblicherweise für Umdrehungen pro Minute verwendet wird, wird sie im SI-Einheitensystem auch als „min-1“ ausgedrückt.
Im Vergleich zum Drehmoment ist die Erhöhung der Drehzahl technisch nicht schwierig. Um die Drehzahl zu erhöhen, muss lediglich die Anzahl der Wicklungen in der Spule reduziert werden. Da jedoch das Drehmoment mit zunehmender Drehzahl abnimmt, ist es wichtig, sowohl die Drehmoment- als auch die Drehzahlanforderungen zu erfüllen.
Darüber hinaus ist es bei Hochgeschwindigkeitsanwendungen am besten, Kugellager anstelle von Gleitlagern zu verwenden. Je höher die Geschwindigkeit, desto größer der Reibungswiderstandsverlust und desto kürzer die Lebensdauer des Motors.
Je nach Genauigkeit der Welle treten mit zunehmender Drehzahl zunehmende Geräusch- und Vibrationsprobleme auf. Da ein bürstenloser Motor weder über Bürsten noch über einen Kommutator verfügt, erzeugt er weniger Lärm und Vibrationen als ein Bürstenmotor (bei dem die Bürste mit dem rotierenden Kommutator in Kontakt kommt).
Schritt 3: Größe
Auch die Größe des Motors ist ein wichtiger Leistungsfaktor. Selbst wenn Drehzahl und Drehmoment ausreichend sind, nützt dies nichts, wenn der Motor nicht im Endprodukt verbaut werden kann.
Wenn Sie lediglich die Geschwindigkeit erhöhen möchten, können Sie die Anzahl der Windungen des Drahtes reduzieren. Auch wenn die Anzahl der Windungen gering ist, dreht sich der Draht nicht, solange kein Mindestdrehmoment vorhanden ist. Daher müssen Wege gefunden werden, das Drehmoment zu erhöhen.
Neben der Verwendung der oben genannten starken Magnete ist es auch wichtig, den Arbeitszyklusfaktor der Wicklung zu erhöhen. Wir haben darüber gesprochen, die Anzahl der Drahtwicklungen zu reduzieren, um die Anzahl der Umdrehungen sicherzustellen. Dies bedeutet jedoch nicht, dass der Draht locker gewickelt ist.
Durch die Verwendung dicker Drähte anstelle einer Reduzierung der Wicklungsanzahl können hohe Strommengen fließen und ein hohes Drehmoment bei gleicher Drehzahl erreicht werden. Der räumliche Koeffizient gibt an, wie eng der Draht gewickelt ist. Ob Erhöhung der Anzahl dünner Windungen oder Reduzierung der Anzahl dicker Windungen – er ist ein wichtiger Faktor für das Drehmoment.
Im Allgemeinen hängt die Leistung eines Motors von zwei Faktoren ab: Eisen (Magnet) und Kupfer (Wicklung).
Veröffentlichungszeit: 21. Juli 2023
