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空心杯电机


  空心杯电动机 空心杯电动机属于直流 、永磁、伺服微特电机。空心杯电动机具有突 出的节能特性、灵敏方便的控制特性和稳定的运行特性,作为高效率的能 量转换装置,代表了电动机的发展方向之一。 原理及结构特点 原理及结构特点 空心杯电动机在结构上突破了传统电机的转子结构形式,采用的是无 铁芯转子,也叫空心杯型转子。 这种新颖的转子结构彻底消除了由于铁芯形成涡流而造成的电能损 耗,同时其重量和转动惯量大幅降低,从而减少了转子自身的机械能损耗。 由于转子的结构变化而使电动机的运转特性得到了极大改善,不但具有突 出的节能特点,更为重要的是具备了铁芯电动机所无法达到的控制和拖动 特性。  

  主要特点 空心杯电动机具有十分突出的节能、控制和拖动特性,主要有: 

1、节能特性:能量转换效率很高,其最大效率一般在 70%以上,部 分产品可达到 90%以上(铁芯电动机一般在 20-50%)。 

2、控制特性:起动、制动迅速,响应极快,机械时间常数小于 28 毫 秒,部分产品可以达到 10 毫秒以内(铁芯电动机一般在 100 毫秒以上); 在推荐运行区域内的高速运转状态下,可以方便地对转速进行灵敏的调 节。 

3、拖动特性:运行稳定性十分可靠,转速的波动很小,作为微型电 动机其转速波动能够容易的控制在 2%以内。 


另外,空心杯电动机的能量密度大幅度提高,与同等功率的铁芯电动 机相比,其重量、体积减轻 1/3-1/2。 空心杯电动机应用 空心杯电动机应用 空由于空心杯电动机克服了铁芯电动机不可逾越的技术障碍,而且其 突出的特点集中在电动机的主要性能方面,使其具备了广阔的应用领域。 尤其是随着工业技术的飞速发展,对电动机的伺服特性不断提出更高的期 望和要求,使空心杯电动机在很多应用场合拥有不可替代的地位。 空心杯电动机的应用,从军事、高科技领域进入大工业和民用领域后, 十多年来得到迅速的发展,尤其是在工业发达国家,已经涉及到大部分行 业和许多产品。

 1、需要快速响应的随动系统。如导弹的飞行方向快速调节,高倍率 光驱的随动控制,快速自动调焦,高灵敏的记录和检测设备,工业机器人, 仿生义肢等,空心杯电动机能很好地满足其技术要求。

 2、对驱动元件要求平稳持久拖动的产品。如各类便携式的仪器仪表, 个人随身装备,野外作业的仪器设备,电动车等,同样一组电源,供电时 间可以延长一倍以上。 

3、各种飞行器,包括航空、航天、航模等。利用空心杯电动机重量 轻,体积小,能耗低的优点,可以最大限度地减轻飞行器的重量。 

4、各种各样的民用电器、工业产品。采用空心杯电动机作为执行元 件,可以使产品档次提高,性能优越。 

5、利用其能量转换效率高的优势,也作为发电机使用;利用其线性 运行特性,也作为测速发电机使用;配上减速器,也可以作为力矩电动机 使用。


  随着工业技术进步,各种机电设备严格的技术条件对伺服电动机提出 越来越高的技术要求,同时,目前空心杯电动机的应用范围已经完全脱离 了高端产品的局限性,正在迅速地扩大在一般民用等低端产品上的应用范 围,以广泛提升产品品质。据有关资料统计,在工业发达国家已经有 100 多种民用产品上成熟应用了空心杯电动机。 国内工业界对空心杯电动机的卓越性能尚没有充分认识,阻碍了许多 领域机电产品的技术进步,严重影响了我们与国外同类产品的技术竞争 力。国内开发的许多新产品,因电机性能 不符合要求,其产品的整体水平始终与国外同类产品存在较大差距, 限制了很多产品的开发与发展,比如医疗器械、义肢、机器人、摄像机、 照相机和一些特殊领域,甚至在纺织机械、激光测量仪器等方面都存在这 种现象。但是,空心杯电动机的生产,由于其工艺复杂,生产自动化程度 远不如铁芯电动机,导致其生产成本高,劳动力成本高,而且对操作者的 技能水平要求高。给大规模生产带来很多困难和限制。我国对空心杯电动 机的开发研制工作已有二三十年的历史,但直到近年才得到了较快发展, 不但在国内市场替代进口产品,而且已有企业开始参与国际市场的竞争。 



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