空心杯電機的壽命一般在15年至20年,空心杯電機的壽命長短大體上取決于使用者的保養(yǎng),使用環(huán)境的好壞及電機在使用中受到的電磁、熱、振動等因素,具體的空心杯電機應用分析。
例如,像通用有刷小功率電機,其壽命就主要取決于換向器,軸承,電刷的長短,它們的壽命終結后,無法更換。
對直流電機,永磁直流電機等中小功率的電機,它們的壽民就取決于整流子和繞組的絕緣壽命,軸承的損壞和電刷磨光可以更換,甚至于永磁材料退磁后可進行再沖磁,這就延長了電機的壽命,比買新電機要便宜多了。
通常如好好的保養(yǎng),合理的選擇空心杯電機的容量和安裝的形式等,都會使電機的使用壽命達到所設計的使用壽命,甚至遠遠超過設計壽命。
一、
空心杯電機優(yōu)點
1、功率密度高
功率密度是輸出功率與重量或體積的比值,銅板線圈方式的馬達體積小,性能好。與傳統(tǒng)的線圈相比,銅板線圈方式的感應線圈要輕。無需卷線和有槽硅鋼片,消除了它們產(chǎn)生的渦流和磁滯損耗;銅板線圈方式的渦流損耗很小并且易控制,提高了馬達的效率,確保了較高的輸出轉(zhuǎn)矩和輸出功率。
2、效率高
馬達的效率高在于:銅板線圈方式?jīng)]有卷線和有槽硅鋼片造成的渦流和磁滯損耗;另外,電阻較小,降低了銅損( I^2*R )。
3、無轉(zhuǎn)矩滯后
銅板線圈方式無有槽硅鋼片,無磁滯損耗,無齒槽效應減少了速度和轉(zhuǎn)矩波動。
4、無齒槽效應
銅板線圈方式無有槽硅鋼片,這就消除了槽與磁石相互作用的齒槽效應,線圈是沒有鐵心的結構,所有的鋼鐵部件要么一起轉(zhuǎn)動(比如,無刷馬達),要么全部靜止不動(比如,有刷馬達),齒槽效應和轉(zhuǎn)矩滯后現(xiàn)象明顯不存在。
5、啟動轉(zhuǎn)矩低
無磁滯損耗,無齒槽效應,啟動轉(zhuǎn)矩很低。在啟動時,通常軸承負荷是唯一的阻礙。這種方式可以使風力發(fā)電機的啟動風速很低。
6、轉(zhuǎn)子與定子間無徑向作用力
由于沒有靜止的硅鋼片,所以不存在轉(zhuǎn)子與定子間的徑向磁力。在關鍵應用場合中,這一點尤其重要。因為轉(zhuǎn)子與定子間的徑向力會造成轉(zhuǎn)子不穩(wěn)定。減少徑向力將改善轉(zhuǎn)子的穩(wěn)定性。
7、速度曲線平滑,噪音小
沒有有槽的硅鋼片,減小了轉(zhuǎn)矩和電壓的諧波。同時,由于馬達內(nèi)不存在 AC 場,所以也沒有 AC 產(chǎn)生的噪音。僅有軸承和氣流產(chǎn)生的噪音和非正弦波電流造成的振動。
8、高速無刷線圈
高速運轉(zhuǎn)時,電感值小是必要的。電感值小使啟動電壓低。通過增加極數(shù)和減少機殼的厚度,電感值變小有助于降低馬達的重量。同時,又提高了功率密度。
9、快速響應有刷線圈
銅板線圈方式的有刷馬達,由于感應值低,電流對電壓的波動響應快。轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量小,轉(zhuǎn)矩與電流的響應速度相當。因此,轉(zhuǎn)子加速度是傳統(tǒng)的馬達的 2 倍。
10、峰值轉(zhuǎn)矩高
峰值轉(zhuǎn)矩與連續(xù)轉(zhuǎn)矩的比值很大,是因為當電流上升到峰值的過程中,轉(zhuǎn)矩常數(shù)是不變的。電流與轉(zhuǎn)矩的線性關系使馬達能產(chǎn)生較大的峰值轉(zhuǎn)矩。傳統(tǒng)的馬達,當馬達達到飽和后,不管再加多大的電流,馬達的轉(zhuǎn)矩不會再增加。
11、正弦波誘起電壓
由于線圈的精確位置,馬達的電壓諧波較低;并且由于銅板線圈在氣隙中的這種結構使產(chǎn)生的誘起電壓波形平滑。正弦波驅(qū)動和控制器可以使馬達產(chǎn)生平滑的轉(zhuǎn)矩。這種特性在慢速運轉(zhuǎn)的物件(例如,顯微鏡、光學掃描儀和機器人)和精確位置控制上特別有用,平穩(wěn)運轉(zhuǎn)控制是其關鍵。
12、散熱效果好
銅板線圈內(nèi)外表面都有空氣流動,這比有槽轉(zhuǎn)子線圈的散熱好。傳統(tǒng)的漆包線嵌在硅鋼片的槽里,線圈表面氣流很少,散熱情況不良,溫升較大。同等的輸出功率,銅板線圈方式的馬達溫升較小。
二、空心杯電機缺點
當直流電機處于靜止狀態(tài)時,如果繞組一相切斷或電源切斷一相接通電源,繞組的發(fā)生的磁場點2個大小相等,方向相反旋轉(zhuǎn)磁場,它們和轉(zhuǎn)子作用發(fā)生的扭矩大小相等,方向相反相互抵消,零起動轉(zhuǎn)矩電機不能啟動,這便是空心杯電機的缺點。
空心杯電機的缺點是一種危險很大的故障,首先我們需要檢查下直流電機是否故障,檢查電源電路是否有斷路開關,是否有熔保險絲,然后檢查三相繞組各相有無斷流現(xiàn)象。
另外,重新啟動電機,如果電機阻隔故障,不能啟動,同時嗡嗡響的,這個時候及時切斷電源。電源電纜斷線的話,斷了的時候更是查明,再下面的線索良好時熔保險絲,應該換同規(guī)格的熔場合啟動器故障,應該認真的檢查和修理發(fā)動機,如果一相巻線遮斷,下面是重新考慮好或交換切斷繞組。