Den 4-poliga designen är mer robust än den 2-poliga motsvarigheten, men kan också ta upp samma utrymme och vikt.Greg Dutfield från maxon UK förklarar.
4-poliga motorer har fördelar när det gäller att välja mikro likströmsmotorer för applikationer som sträcker sig från flyg- till brunnsborrningskontroll.Den 4-poliga designen är mer robust än den 2-poliga motsvarigheten, men kan också ta upp samma utrymme och vikt.Greg Dutfield från maxon UK förklarar.
För DC-motorer som kräver högt vridmoment med låg vikt och kompakthet kan en 4-polig motor vara det bästa valet.4-poliga motorer kan ta upp samma fotavtryck som 2-poliga motorer, men de kan generera mer vridmoment.Det är viktigt att notera att en 4-polig motor också är starkare än en 2-polig motor av jämförbar storlek, vilket innebär att den bibehåller sin hastighet mer exakt när en belastning appliceras.
Antalet poler hänvisar till antalet par permanentmagneter i motorn.En tvåpolig motor har ett par magneter mitt emot norr och söder.När en ström appliceras mellan polparen skapas ett magnetfält som får rotorn att rotera.Motorkonfigurationer sträcker sig också från 4-poliga, inklusive två par poler, till flerpoliga konstruktioner, inklusive upp till 12 poler.
Antalet poler är en viktig aspekt av motordesign eftersom det påverkar motorns hastighet och vridmoment.Ju lägre antal poler, desto högre hastighet har motorn.Detta beror på att varje mekanisk rotation av rotorn beror på fullbordandet av magnetfältscykeln för varje polpar.Ju fler par permanentmagneter en motor har, desto fler exciteringscykler krävs, vilket innebär att ju längre tid det tar för rotorn att fullborda en 360° rotation.Varvtalet divideras med antalet polpar vid en fast frekvens, så om man antar en 2-polig motor vid 10 000 rpm, kommer en 4-polig motor att producera 5000 rpm, en sexpolig motor kommer att gå med 3300 rpm, etc. d. ..
Större motorer kan generera mer vridmoment oavsett antalet poler.Att öka antalet poler kan dock generera mer vridmoment än en motor av samma storlek.I fallet med en 4-polig motor, ökas dess vridmoment kraftigt genom dess kompakta design med en tunnare magnetisk returbana som ger mer plats för två par permanentmagnetpoler, och i fallet med maxon-motorer, dess patenterade tjockare flätade lindning.
Även om en 4-polig motor kan ta upp samma fotavtryck som en 2-polig design, bör det noteras att den ytterligare ökningen av antalet poler från 6 till 12 innebär att storleken och vikten på ramen måste ökas i motsvarande grad till rymma den extra kopparkabeln., järn och magneter krävs inte.
Styrkan hos en motor bestäms vanligtvis av dess hastighet-vridmomentgradient, vilket innebär att en mer kraftfull motor kan hålla hastigheten hårdare när en belastning appliceras.Hastighets-vridmomentgradienten mäts genom minskningen av hastigheten per 1 mNm belastning.Lägre siffror och skonsammare grader gör att motorn bättre kan hålla hastigheten under belastning.
En kraftfullare motor är möjlig tack vare samma designegenskaper som också hjälper den att uppnå högre vridmoment, såsom fler lindningar och användning av optimala material i tillverkningsprocessen.Således är en 4-polig motor mer tillförlitlig än en 2-polig motor av samma storlek.
Till exempel har en 4-polig maxon-motor med en diameter på 22 mm en hastighet och vridmomentgradient på 19,4 rpm/mNm, vilket innebär att den bara tappar 19,4 rpm för varje 1 mNm som appliceras, medan en 2-a maxon-polig motor i samma storlek har en hastighet och vridmomentgradient på 110 rpm./mNm.Alla motortillverkare uppfyller inte maxons design- och materialkrav, så alternativa märken av 2-poliga motorer kan ha högre hastighets- och vridmomentgradienter, vilket indikerar en svagare motor.
Flygtillämpningar drar nytta av den ökade styrkan och låga vikten hos 4-poliga motorer.Dessa egenskaper behövs också för handhållna elverktyg, som ofta kräver mer vridmoment än en 2-polig motor kan ge, men ändå är lätta i vikt och små i storlek.
Den 4-poliga motorns prestanda är också viktig för tillverkare av mobila robotar.Robotar med hjul eller band måste övervinna ojämn terräng, hinder och branta sluttningar när de inspekterar olje- och gasledningar eller söker efter offer för en jordbävning.4-poliga motorer ger det vridmoment och kraft som behövs för att övervinna dessa belastningar, vilket hjälper mobila robottillverkare att bygga kompakta och lätta konstruktioner.
Den lilla storleken, i kombination med låga hastigheter och vridmomentgradienter, är också avgörande för brunnskontroll inom olje- och gasindustrin.För denna applikation är kompakta 2-poliga motorer inte tillräckligt kraftfulla och flerpoliga motorer är för stora för bitinspektionsutrymmet, så Maxon utvecklade en 32 mm 4-polig motor.
Många applikationer lämpliga för 4-poliga motorer förekommer i extrema miljöer eller under förhållanden som kräver förmågan att arbeta vid hög temperatur, högt tryck och vibrationer.Till exempel kan brunnskontrollmotorer arbeta vid temperaturer över 200°C, medan motorer installerade i autonoma undervattensfordon (AUV) är inrymda i oljefyllda tankar under tryck.Med ytterligare designfunktioner som hylsor och teknologier för att förbättra värmeavledning, kan de kompakta 4-poliga motorerna motstå extrema driftsförhållanden under långa tidsperioder.
Även om motorspecifikationer är grundläggande, bör designen av hela drivsystemet, inklusive växellåda, pulsgivare, drivning och kontroller, övervägas för att optimera tillämpningen.Förutom att konsultera om motorspecifikationer kan maxons ingenjörer också arbeta med OEM-utvecklingsteam för att utveckla applikationsspecifika kompletta drivsystem.
maxon är en ledande leverantör av borstade och borstlösa DC-servomotorer och drivenheter med hög precision.Dessa motorer varierar i storlek från 4 mm till 90 mm och finns tillgängliga upp till 500 W.Vi integrerar motor-, växel- och likströmsmotorstyrningar i mycket exakta intelligenta drivsystem som kan anpassas för att möta de specifika behoven hos våra kunders applikationer.
De bästa artiklarna 2022. Världens största pastafabrik visar upp integrerad robotteknik och hållbar distribution