Какви материали се използват в големите DC двигатели?

Здравейте! Като доставчик на големи постояннотокови двигатели често ме питат какви материали се използват в тези зверове. Е, позволете ми да го разкажа за вас.

1. Статорни материали

Статорът е неподвижната част на DC двигателя и играе решаваща роля в създаването на магнитното поле. Един от най-често използваните материали за сърцевината на статора е ламинирана силициева стомана. Защо ламиниран? Е, помага за намаляване на загубите от вихрови токове. Вихровите токове са тези нежелани циркулиращи течения, които могат да генерират топлина и загуба на енергия. Чрез ламиниране на силиконовата стомана, ние по същество създаваме тънки слоеве, разделени от изолационен материал, който ограничава потока на тези вихрови токове.

Силициевата стомана има отлични магнитни свойства. Има висока пропускливост, което означава, че може лесно да провежда магнитен поток. Това е супер важно, защото колкото по-силно е магнитното поле, което можем да създадем в статора, толкова повече мощност може да произведе моторът. За големи двигатели с постоянен ток се нуждаем от статор, който може да се справи с големи магнитни потоци без насищане. Насищането е, когато магнитният материал не може да се справи с повече магнитен поток и започва да губи ефективността си.

Друг материал, който може да се използва в статора, е медта. За намотките на статора се използва мед. Той е чудесен проводник на електричество с ниско съпротивление. Това означава, че когато пропускаме ток през медните намотки, има по-малко загуба на енергия под формата на топлина. При големите постояннотокови двигатели намотките на статора могат да пренасят значително количество ток, така че използването на висококачествен проводник като меден е от съществено значение. Медните намотки са внимателно проектирани, за да създадат правилния модел на магнитното поле, когато през тях протича ток.

2. Роторни материали

Роторът е въртящата се част на двигателя и също има свой собствен набор от материали. Подобно на статора, сърцевината на ротора често е изработена от ламинирана силициева стомана. Същите причини важат и тук - намаляване на загубите от вихрови токове и добри магнитни свойства. Роторът трябва да взаимодейства с магнитното поле, създадено от статора, за да генерира въртящ момент и въртене.

За намотките на ротора отново медта е основният материал. Намотките на ротора са свързани към комутатор, който е ключов компонент в DC мотор. Комутаторът помага да се обърне посоката на тока в намотките на ротора в точното време, осигурявайки непрекъснато въртене. Медните намотки в ротора са проектирани да пренасят тока, който взаимодейства с магнитното поле на статора, за да произведе необходимия въртящ момент.

В някои случаи, за високопроизводителни големи постояннотокови двигатели, могат да се използват постоянни магнити в ротора. Тези постоянни магнити могат да подобрят ефективността и плътността на мощността на двигателя. Материали като неодим - желязо - бор (NdFeB) обикновено се използват за тези постоянни магнити. NdFeB магнитите имат много висок магнитен енергиен продукт, което означава, че могат да създадат силно магнитно поле в сравнително малък обем.

3. Комутаторни материали

Комутаторът е жизненоважна част от постояннотоков двигател, тъй като улеснява преобразуването на променлив ток (индуциран в намотките на ротора) в постоянен ток. Обикновено е направен от медни сегменти, изолирани един от друг с материал като слюда. Слюдата е чудесен изолатор с висока диелектрична якост. Той може да издържи на високи напрежения и температури, които могат да възникнат в комутатора по време на работа на двигателя.

Медните сегменти в комутатора трябва да са с висока проводимост, за да се осигури ефективен пренос на ток. Те също така трябва да са устойчиви на износване, защото са в контакт с четките, които се плъзгат върху тях, докато роторът се върти. С течение на времето, ако медните сегменти се износят твърде много, това може да повлияе на работата на двигателя.

4. Материали за четки

Четките се използват за пренос на електрически ток между неподвижната част (обикновено захранването) и въртящия се комутатор. Въглерод - графитът е често срещан материал за четки. Има добра електрическа проводимост, ниско триене и може да издържи на топлината, генерирана от плъзгащия се контакт с комутатора.

Въглеродно-графитните четки са самосмазващи се до известна степен, което спомага за намаляване на износването както на четките, така и на комутатора. Те също така имат висока устойчивост на дъгова дъга. Дъга може да възникне, когато четките прекъснат контакта със сегментите на комутатора и това може да причини повреда на комутатора и да намали ефективността на двигателя.

5. Материали за лагери

Лагерите се използват за поддържане на въртящия се вал на двигателя и намаляване на триенето. За големи постояннотокови двигатели се използват два често срещани типа лагери: сачмени лагери и ролкови лагери.

Сачмените лагери обикновено имат стоманени топки и стоманени шайби. Използваната стомана обикновено е висококачествена легирана стомана, която предлага висока якост и издръжливост. Гладката повърхност на стоманените топки и шайби позволява въртене с ниско триене. Ролковите лагери, от друга страна, използват цилиндрични или конусовидни ролки вместо топки. Те могат да издържат на по-високи радиални и аксиални натоварвания в сравнение със сачмените лагери.

Корпусът на лагера често е изработен от чугун или алуминий. Чугунът е известен със своята висока якост и добри амортизационни свойства, които могат да помогнат за намаляване на вибрациите. Алуминият, от друга страна, е лек и има добри свойства за разсейване на топлината.

Сега, в зависимост от конкретното приложение и изискванията на големия DC двигател, може да има някои вариации в използваните материали. Например, ако двигателят ще се използва в среда с висока температура, може да се наложи да използваме специални топлоустойчиви материали за намотките и изолацията.

Ако сте на пазара за голям постояннотоков двигател, ние имаме страхотни опции. Вижте нашите4 KW МОТОР, който е мощен и надежден двигател, подходящ за много индустриални приложения. Ние също имамеТрифазен DC генератор, което може да бъде чудесно допълнение към вашите нужди за производство на енергия. И за тези специфични изисквания, нашитеDC къс шунт комбиниран двигателможе да е идеалното решение.

Ако имате въпроси или се интересувате от закупуването на голям DC двигател, не се колебайте да се свържете с нас. Ние сме тук, за да ви помогнем да намерите най-добрия двигател за вашето приложение и да отговорим на всички технически въпроси, които може да имате. Независимо дали става въпрос за използваните материали, производителността или монтажа, ние ще ви покрием. Така че, нека започнем разговор и да видим как можем да отговорим на вашите двигателни нужди!

Референции

[1] Fitzgerald, AE, Kingsley Jr., C., & Umans, SD (2003). Електрически машини. Макгроу - Хил.
[2] Чапман, SJ (2012). Основи на електрически машини. Макгроу - Хил.