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外转子结构与内转子结构的优势比较

 电机技术日参 2020-10-17

第十八届2019太原煤炭(能源)工业技术装备展览会于2019年4月22-24日在太原煤炭交易中心(长风商务区)举行。展会上,一种外转子结构的电机吸引了好多人的眼球。

在传统的有刷直流电动机中,定子磁场在外面,转子电枢在里面。无刷直流电动机出现后,使旋转电枢从里面走到外面,由转子变成了定子;而原来静止不动的定子永磁体走到了里面,由定子变成了转子。这种结构称之为“内转子结构”。

在实际使用中,有时为了满足某些电子机械的特殊技术要求,把电动机的定子电枢做在里面,而把带永磁体的转子做在外面,我们把这种结构称之为“外转子结构”,或称之为“内定子结构”。

在无刷直流电动机的设计中,外转子结构和内转子结构具有各自的优缺点。这两种设计之间的电动机特性的差异情况概括为:外转子结构电机转子惯量、输出力矩和输出功率比都较高,零部件数量相对较多,霍尔反映位置近似;而内转子结构电机转子惯量、输出力矩和输出功率比都较低,零部件数量相对较少,霍尔反映位置精确。

知识拓展——什么是霍尔效应?

置于磁场中的载流体,如果电流方向与磁场垂直,则在垂直于电流和磁场的方向会产生一附加的横向电场。这个现象是霍普斯金大学研究生霍尔于1879年发现的,后被称为霍尔效应。如今,霍尔效应不但是测定半导体材料电学参数的主要手段,而且利用该效应制成的霍尔器件已广泛用于非电量电测、自动控制和信息处理等方面,在工业生产要求自动检测和控制的今天,作为敏感元件之一的霍尔器件,将有更广阔的应用前景。

知识拓展——电机的转子惯量

电机的转子惯量是电机本身的一个参数。单从响应的角度来讲,电机的转子惯量应越小为好。但是,电机总是要连接负载的,负载一般可分为两大类,一类为负载转矩,一类为负载惯量。

影响伺服电机响应的主要负载是负载惯量。伺服电机驱动器对伺服电机的响应控制,最佳值为负载惯量与电机转子惯量之比为一,最大不可超过五倍。通过机械传动装置的设计,可以使负载惯量与电机转子惯量之比接近一或较小。当负载惯量确实有这样大,机械设计不可能使负载惯量与电机转子惯量之比小于五倍时,则可使用电机转子惯量较大的电机,即所谓的大惯量电机。使用大惯量的电机,要达到一定的响应,驱动器的容量应要大一些。

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