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    無刷電機-取決于無刷電機損耗的重要指標~功率的分析

    更新時間:2019-04-02  點擊次數:1224次

            效率是電機的重要性能指標。它最直接的定義是電機的輸出功率和輸入功率之比。輸出功率是電機有效轉換電能的機械能,輸入功率是電源輸入的電能。因此,電動機的效率本質上代表電能轉化為機械的轉化率。

            電機的效率取決于運行過程中電機產生的損耗。損耗越大,電機的效率越低。損耗的大小與電機選擇的電磁負荷有很大關系。當電機需要降低損耗時,它需要選擇較低的電磁負荷和電流密度等。但是這將不可避免地增加電機的尺寸和材料消耗,從而增加電機的體積和重量,并增加電機的制造成本。因此,在一定程度上,電機的損耗與電機的體積和重量不能平衡。此外,損耗與材料性能、繞組形式和電機結構密切相關。為了設計出性能好、經濟的電動機,設計者必須熟悉電動機損耗與這些因素之間的關系。 

            無人駕駛飛行器需要螺旋槳旋轉來提供升力。在匹配電機和螺旋槳的參數中,我們可以看到一系列力效應參數,這些參數代表螺旋槳產生的升力與電機輸入功率之比,單位為g/w,從該單位可以看出效率和力效應不是同一個概念。事實上,電力系統的效率并不與力的作用成正比。在橫向上,馬達在不同的狀態下運行,并且當效率高時,力的作用不一定高。然而,在縱向方向上,高效電機的損失很小,并且在相同的功率下可以自然地產生更高的升力。這意味著相同拉力和高作用力效果的電機將節省更多的電力,這是用戶所希望的。T-MOTOR推出了幾種高效率的U系列電機,如U8和U10電機以滿足這一市場的需求。


    永磁無刷DC電機的損耗一般可分為以下幾種類型: 

    1 )鐵損:鐵損包括磁性材料(硅鋼片)的磁滯損失、渦流損耗和剩余損失,常用單位為瓦/千克。磁滯損失是硅鋼片在導磁過程中固有的損耗。渦流損耗是硅鋼片產生感應電流時交變磁通量造成的損耗。剩余損耗是指除磁滯損失損耗和渦流損耗之外的損耗,由于它們的比例很小,可以忽略不計。磁滯損失主要由材料決定,厚度決定渦流損耗。硅鋼片越薄,渦流損耗越小,所以硅鋼片是由薄硅鋼片層疊而成的。目前,0.15毫米和0.2毫米超薄硅鋼片已經覆蓋了所有的電機。更薄、更輕和質量更好的硅鋼片也將在未來引入并用于有特殊要求的電機。


     2 )銅損耗:當電流通過定子繞組時,會消耗一定的功率。這部分功率將被熱量散失,這是提高電機工作溫度的一個重要因素。我們稱這種損失為“銅損失”。高溫會導致電機性能下降、功率受限,甚至燒毀電機,這是我們必須克服的關鍵問題。纏繞形式、纏繞工藝和材料選擇是提高銅損耗的主要途徑。計算和測量了每種類型的電動機的繞組形式。手動繞組代替機器繞組,銀線代替銅線等,從而盡可能減少銅的損耗。下圖顯示了T型電機手繞銀線電機F40PRO和F60PRO。 


    機械損耗:無刷DC電機的機械損耗由軸承摩擦損耗和風損耗組成,其中大部分由軸承決定。性能優異的軸承不僅是電機效率的錦上添花,也是電機使用壽命的關鍵。下圖顯示U7電機使用德國軸承。電機可連續運行1000小時,是一種使用壽命長的電機。


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