機器人空心杯電機既有有刷類型也有無刷類型。?
空心杯電機作為直流永磁的伺服、控制電動機,其特點在于采用了無鐵芯轉子結構,這使得空心杯電機在節能、控制特性和運行穩定性方面表現出色。空心杯電機在工程技術領域有廣泛應用,并且根據設計不同,可以分為有刷和無刷兩種類型。
一、機器人有刷空心杯電機
1、機器人有刷空心杯電機介紹
有刷空心杯電機主要零件包括帶有換向器的空心杯線圈、永磁體、換向刷和換向刷支架,其中換向器使用機械電刷,永磁體為定子,空心杯線圈為轉子。
有刷空心杯電機的轉子無鐵芯,通過線杯加換向器作為電機的轉子。由于存在電刷和換向器,有刷空心杯電機在運行過程中會產生一定的摩擦和磨損,但成本相對較低,適用于一些對成本敏感且對性能要求不是特別高的場合。
2、機器人有刷空心杯電機特點
(1)節能:無鐵芯設計消除了由于鐵芯形成渦流而造成的電能損耗,能量轉換效率高,最大效率一般在80%以上,部分產品達到90%以上(傳統的鐵芯電動機一般在70%);
(2)控制特性:線圈作為轉子,轉動懦量小,好控制,起動、制動迅速,響應極快,機械時間常數小于28毫秒,部分產品可以達到10毫秒以內(鐵芯電動機一般在 100 毫秒以上);在推薦運行區域內的高速運轉狀態下,可以方便地對轉速進行靈敏的調節;
(3)拖動特性:運行穩定性十分可靠,轉速的波動很小,作為微型電動機其轉速波動能夠容易的控制在2%以內;
(4)輕量化:與同等功率的鐵芯電動機相比,其重量、體積減輕1/3-1/2;
(5)功率較小:因為沒有鐵芯,轉子的線圈只能做的很薄,否則會損失磁通,所以空心杯電機功率一般做不大,最大幾百瓦。
二、機器人無刷空心杯電機
無刷空心杯電機與有刷電機不同。
1、機器人無刷空心杯電機介紹
無刷空心杯電機主要零件包括空心杯線圈、永磁體轉子和霍爾傳感器PCB。其中,換向器采用霍爾傳感器探測轉子磁場信號,將機械換向變成電子信號換向,進一步簡化空心杯電機物理結構,從而消除了機械磨損和電磁干擾,提高了電機的可靠性和使用壽命。無刷空心杯電機的轉子為永磁體,定子為空心杯線圈。
2、機器人無刷空心杯電機優點
相比于有刷空心杯電機,無刷空心杯電機性能更好,具備轉速上限更高、重量更小、功率體積比更大的優點,但是價格偏高。
(1)轉速上限更高:無刷空心杯電機空載轉速上限約為15000rpm左右,大于有刷空心杯電機轉速的11000rpm左右;
(2)重量較小、轉子慣量更小:無刷空心杯電機重量較小,因此轉子慣量僅為0.30g·cm2,小于有刷空心杯電機轉速的1.14g·cm2。
(3)體積小、功率體積比更大:在相近功率的條件下,無刷空心杯電機體積明顯小于有刷空心杯電機,因此前者功率體積比更大;
(4)價格偏高:無刷空心杯電機需要使用更復雜的電子元器件和高品質的磁性材料,制造工藝更為精細,因此無刷空心杯電機價格一般高于同規格的有刷空心杯電機。
在選擇空心杯電機時,需要根據具體的應用場景和需求來決定使用有刷還是無刷類型。例如,在需要高速旋轉、高精度控制或長壽命運行的場合,無刷空心杯電機可能更為合適;而在一些對成本敏感、對性能要求不是特別高的場合,有刷空心杯電機則可能是一個更具性價比的選擇。?
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