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 auf den ersten Blick nicht klar ist, warum sie so teuer sind. Doch alle Motoren werden aus einem bestimmten Grund ausgewählt. Welche Art von Motor, welche Leistung oder welche Eigenschaften muss 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 Auswahl eines Motors 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 um einen Motor, der eine Drehbewegung erzeugt. (Es gibt auch einen Linearmotor, der eine geradlinige Bewegung erzeugt, aber den lassen wir diesmal außen vor.)
Welche Art der Rotation wünschen Sie sich? Soll es kraftvoll rotieren wie eine Bohrmaschine oder soll es schwach, aber mit hoher Geschwindigkeit rotieren wie ein elektrischer Ventilator? Konzentriert man sich auf den Unterschied in der gewünschten Rotationsbewegung, werden die beiden Eigenschaften Rotationsgeschwindigkeit und Drehmoment wichtig.
2. Drehmoment
Das Drehmoment ist die Rotationskraft. Die Einheit des Drehmoments 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 ermöglichen die Erzeugung hoher 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 temperaturbeständig ist, kann der Motor durch die Verwendung von Samarium-Kobalt-Magneten auch in Umgebungen mit großen Temperaturschwankungen oder hohen Temperaturen stabil angetrieben werden.
3. Geschwindigkeit (Umdrehungen)
Die Anzahl der Umdrehungen 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 Windungen der Spule reduziert werden. Da das Drehmoment jedoch 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 größere Geräusch- und Vibrationsprobleme auf. Da ein bürstenloser Motor weder über eine Bürste 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 das 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 er sich jedoch nicht, wenn 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 Wicklungszahl können hohe Strommengen fließen und ein hohes Drehmoment bei gleicher Drehzahl erreicht werden. Der räumliche Koeffizient gibt an, wie eng der Draht gewickelt ist. Unabhängig davon, ob die Anzahl dünner Windungen erhöht oder die Anzahl dicker Windungen reduziert wird, ist er ein wichtiger Faktor für das Erreichen des Drehmoments.
Im Allgemeinen hängt die Leistung eines Motors von zwei Faktoren ab: Eisen (Magnet) und Kupfer (Wicklung).
Veröffentlichungszeit: 21. Juli 2023