空心杯电机到底是什么?1分钟看懂
看到空心杯这3个字,大家不要被它的名字误导这种电机并不是中空的,这里的空心意思是中间没有传统电机的铁芯转子,线圈看起来就像个杯子。
空心杯电机是直流电机的一种特殊形式,它可以做成无刷的,也可以做成有刷的。
我们以直流有刷空心杯电机为例,大家看这张爆炸图。
作为一个电机,永磁体,线圈,换向器,碳刷一个都不能少
只是结构上和传统直流有刷电机完全不同。
空心杯电机最大的特点就是这个像杯子一样的线圈,它没有其他支撑结构,完全由导线绕制而成,线圈通过连接板,和换向器,主轴链接到一起。他们共同组成了转子。一般情况下这个连接板由塑料和环氧树脂组成。它的作用有固定导线和传递力矩。线圈在磁铁和外壳之间的缝隙中旋转,从而带动整个转子旋转。
这种结构彻底消除了由于铁芯形成涡流而造成的电能损耗,由于转子重量大幅降低,所以转动惯性减小,相比传统铁芯电机,大扭矩急加速急减速性能突出。
整体来说,它有体积小,效率高,功率密度高,可控性高,噪音小,散热效果好等等很多优点。
当然,有得必有失,它也是有缺点的,由于没有铁芯支撑,线圈只能做得很薄,这也导致了线圈和输出轴的连接强度有限,所以整体不可能做的太大。一般空心杯电机最大功率也就是几百瓦。
综合看来,空心杯电机可以应用在需要快速响应的系统中。如导弹的飞行方向快速调节,相机快速自动调焦,工业机器人,仿生义肢等,在这些领域,空心杯电机能很好地满足其技术要求。
因为空心杯电机体积小,很多对体积有要求的商品都采用了空心杯作为动力元件。比如;玩具车,航模、电动牙刷等
今天我们拆解的主角就来自一个玩具四轴飞机,果然,很小很强大
有朋友问无刷空心杯是怎么回事
我们来看下这张对比图
从图中可以看出,有刷和无刷的区别在于
1.有刷用物理碳刷和换向器的配合来完成换向,无刷电机没有这种物理结构,线圈导线直接连接到控制器
2.无刷多了个霍尔
3.有刷是线圈,换向器和连接板在外壳和永磁体中间旋转,他们共同组成转子。无刷的线圈是固定的,磁铁在中间旋转,同时也是转子。
无刷电机的控制部分牵扯到硬件和软件,非常复杂,这里就不展开讲了。主要就是在霍尔传感器的配合下,在合适的时间给线圈合适的电流,把机械换向变成电子换向
如果对更基础的电生磁,电动机基础原理不了解的朋友可以移步这里:
改变人类文明进程的发明-电动机,它是怎么工作的?无刷又是什么
https://www.ixigua.com/i6813566239844073987/
满足好奇心,激发求知欲,有拆有解有温度,请关注我 请问无刷的空心杯电机转子是永磁体,这样的话重量不是比有刷的重很多?惯量也要大很多? 轴径0.8mm的空心杯轴端用的是轴承吗? 所见空心杯电机都是又细又长,是否能做成又扁又宽的空心杯电机呢…谢谢赐教!
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