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内转子外转子区别(转子结构图)

2022-06-07 15:22 阅读次数:1

一般来说,电机的定子在外面,转子在里面。在传统的有刷DC电机中,定子磁场在外部,转子电枢在内部。无刷DC电机出现后,旋转电枢从内到外,从转子到定子;原来静止的定子永磁体进去了,从定子变成了转子。这种结构称为“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,电机的定子电枢制作在内部,而带有永磁体的转子制作在外部。我们称这种结构为“外转子结构”或“内定子结构”。沈老师今天给大家讲讲内转子和外转子结构的电机比较。



在无刷DC电机的设计中,外转子结构和内转子结构各有优缺点。两种设计的电机特性差异可以概括为:外转子结构电机的转子惯量、输出转矩/输出功率比高,零部件数量相对较多,霍尔反射位置相近;但内转子结构电机的转子惯量、输出扭矩/输出功率比较低,零部件数量相对较少,霍尔反射位置准确。

1惯量的考虑

负载惯量与转子惯量之比是选择合适电机的关键因素之一。在带有齿轮减速器或蜗轮减速器的刚性机械系统中,电机轴上的负载惯量与转子惯量的最大推荐比值为10;对于带皮带和皮带轮减速的系统,最大推荐比率为4。

在设计系统时,只要有可能,它不应超过电机轴上负载惯性与转子惯性的推荐最大比值。在高减载惯性系统中,外转子电机将有利于提高系统的稳定性。但由于加速力矩等于加速惯性与加速度的乘积,因此小惯性的内转子电机对负载可以实现更高的加速比,系统灵敏度高,响应快,频带宽。



内转子结构的另一个优点是更容易实现动平衡。因此,从转子动平衡的角度来看,内转子结构适合在接近9000 (rpm)到12000 (rpm)的高速下运行。

但电机运行时,机械上有一个高速极限:内转子结构外表面无特殊机械套时,高速极限约为15000(rpm);外转子结构的高速极限约为30000转/分。对于非常高速的运行,外转子结构具有明显的优势。



2输出力矩和输出功率的考量

对于给定的体积,外转子电机具有更高的输出扭矩和功率。在高速运行的情况下,很大一部分电源电压会被电机绕组的反电动势吃掉,只有很小一部分电源电压可以用于牵引电流。在这种情况下,外转子电机的这一优势尤为重要。但由于内转子电机的定子电枢在外面,可以通过电机外表面直接散热,因此比外转子电机冷却更有效。如果对内转子电机的外表面进行强制通风或安装散热器,电机的性能将大大提高。



3电动机零部件数目的考量

在该领域,与外转子电机相比,内转子电机提供了两个优势:第一,在内转子结构的设计中,零件数量越少意味着它具有更大的固有可靠性;其次,由于设计简单,降低了电机的制造成本,同时也为用户省钱。因此,从经济角度考虑,在运行速度和惯性允许的情况下,应选择内转子电机。

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