Има също четки и безчеткови версии на двигателя без ядро. Няма съществена разлика между двигателя с куха чаша и традиционния четков DC двигател и безчетков DC двигател по отношение на функциите, но той може да се разбира като подобрена версия. Причината е, че двигателят с куха чаша има по-висока производителност при същия обем. С други думи, двигателят с куха чаша може да бъде направен по-малък. В същото време моторът с куха чаша ще бъде по-добър по чувствителност и ефективност. Ето защо основните сценарии за приложение на двигатели с кухи чаши са в моделирането на самолети, военната индустрия и медицинското лечение.
1. Принцип на двигателя с куха чаша
Двигателят с куха чаша пробива структурата на ротора на традиционния двигател по структура и приема ротор без желязо, наричан още ротор с куха чаша.
Тази структура на ротора напълно елиминира загубата на мощност, причинена от вихровия ток, образуван от желязното ядро, и в същото време теглото и инерционният момент са значително намалени, като по този начин се намалява загубата на механична енергия на самия ротор. Следователно, двигателят с куха чаша принадлежи към DC, постоянен магнит, серво микромотор.
2. Предимства и недостатъци на двигателите с куха чаша
Предимства на двигателя с куха чаша:
1. Висока плътност на мощността
Плътността на мощността е съотношението на изходната мощност към теглото или обема. Моторът с медна намотка е малък по размер и с добра производителност. В сравнение с традиционната намотка, индукционната намотка на метода на намотка с медна плоча е по-лека.
Няма нужда от навиване и прорези от силициеви стоманени листове, което елиминира генерираните от тях вихрови токове и хистерезисни загуби; загубата на вихров ток при метода с медна бобина е малка и лесна за контрол, което подобрява ефективността на двигателя и осигурява по-висок изходен въртящ момент и изходна мощност.
2. Висока ефективност
Високата ефективност на двигателя се крие в: методът с медна намотка няма загуби от вихрови токове и хистерезис, причинени от навиване и шлицови листове от силициева стомана; в допълнение съпротивлението е малко, което намалява загубата на мед (I^2*R).
3. Без забавяне на въртящия момент
Методът на бобината с медна плоча няма силиконова стоманена ламарина с прорези, няма загуба на хистерезис и няма ефект на зацепване, което намалява колебанията на скоростта и въртящия момент.
4. Без запушване
Методът на бобината с медна плоча няма силициев стоманен лист с прорези, което елиминира ефекта на зацепване от взаимодействието между прореза и магнита. Намотката е структура без желязна сърцевина и всички стоманени части или се въртят заедно (например безчетков двигател), или всички стоят неподвижни. (напр. мотори с четка), зъбното колело и хистерезисът на въртящия момент забележимо липсват.
5. Нисък стартов момент
Без загуба на хистерезис, без зацепване, нисък начален въртящ момент. При стартиране обикновено натоварването на лагера е единственото препятствие. По този начин началната скорост на вятъра на вятърната турбина може да бъде много ниска.
6. Между ротора и статора няма радиална сила
Тъй като няма статичен лист от силициева стомана, няма радиална магнитна сила между ротора и статора. Това е особено важно при критични приложения. Тъй като радиалната сила между ротора и статора ще доведе до нестабилност на ротора. Намаляването на радиалните сили ще подобри стабилността на ротора.
7. Плавна крива на скоростта и нисък шум
Няма набраздени листове от силициева стомана, намаляващи хармониците на въртящия момент и напрежението. В същото време, тъй като в двигателя няма AC поле, няма AC шум. Само шум от лагери и въздушен поток и вибрации от несинусоидални токове.
8. Високоскоростна безчеткова бобина
При работа с висока скорост е необходимо да има малка стойност на индуктивност. Малката стойност на индуктивността води до ниско напрежение при стартиране. Чрез увеличаване на броя на полюсите и намаляване на дебелината на корпуса, по-малката стойност на индуктивността спомага за намаляване на теглото на двигателя. В същото време се увеличава плътността на мощността.
9. Бобина с четка за бърза реакция
Двигателят с четка от тип бобина с медна плоча има ниска стойност на индукция и токът реагира бързо на колебанията на напрежението. Инерционният момент на ротора е малък, а скоростта на реакция на въртящия момент и тока е еквивалентна. Следователно ускорението на ротора е два пъти по-голямо от това на конвенционален двигател.
10. Висок пиков въртящ момент
Съотношението на пиковия въртящ момент към непрекъснатия въртящ момент е голямо, тъй като константата на въртящия момент е постоянна, когато токът се повиши до пиковата стойност. Линейната връзка между тока и въртящия момент позволява на двигателя да генерира големи пикови въртящи моменти. При традиционните двигатели, когато двигателят достигне насищане, без значение колко ток се добавя, въртящият момент на двигателя няма да се увеличи.
Недостатъци на двигателя с куха чаша:
Когато DC моторът е в статично състояние, ако една фаза на намотката е прекъсната или една фаза на захранването е прекъсната и захранването е включено, двете магнитни полета, генерирани от намотките, са еднакви по размер и противоположни в посока. Те взаимно се компенсират и двигателят с нулев начален въртящ момент не може да стартира, което е недостатъкът на мотора с куха чашка.
Недостатъкът на двигателя с кухи чаши е, че това е много опасна повреда. Първо, трябва да проверим дали DC моторът е дефектен, да проверим дали има прекъсвач в захранващата верига, дали има предпазител и след това да проверим дали има прекъсване на тока във всяка фаза на трифазната намотка.
