Обычные бесщеточные двигатели постоянного тока сконструированы с ротором с постоянными магнитами, расположенным внутри намотанного статора. Но существует тип двигателя постоянного тока с ротором снаружи и статором, размещенным внутри ротора. Постоянные магниты установлены на внутреннем диаметре корпуса ротора (иногда называемого ”раструбом“ или ”чашкой»), и ротор вращается вокруг внутреннего статора с обмотками. Эту конструкцию часто называют электродвигателем с внешним ротором, но также она может называться электродвигателем с опережающим ходом или чашечным двигателем.

Конструкция внешнего ротора обеспечивает ряд преимуществ в производительности. Во-первых, для размещения статора ротор двигателя с внешним ротором по необходимости больше, чем ротор обычного двигателя постоянного тока. А больший ротор означает более высокую инерцию, что помогает гасить пульсация крутящего момента (распространенная проблема в обычных двигателях постоянного тока) и обеспечивают плавную, стабильную работу даже на низких скоростях.

Другим преимуществом двигателей с внешним ротором является то, что они обычно могут выдавать более высокий крутящий момент, чем конструкции с внутренним ротором сопоставимых размеров. Напомним, что крутящий момент — это произведение магнитной силы на радиус воздушного зазора (длину магнитного потока). При заданном диаметре двигателя, двигатели с внешним ротором имеют большую площадь воздушного зазора, чем конструкции с внутренним ротором, и больший воздушный зазор позволяет создавать большее усилие. Они также имеют больший радиус воздушного зазора, что увеличивает “плечо рычага” для создания крутящего момента. Больший диаметр (и, следовательно, окружность) ротора в конструкциях с внешним ротором также означает, что ротор может вмещать больше полюсов, что еще больше увеличивает магнитный поток.

Двигатели с внешним ротором в осевом направлении короче двигателей с внутренним ротором с аналогичными рабочими характеристиками. Этот компактный размер и высокий крутящий момент делают их идеальными для непосредственного приведения в действие винтов дистанционно управляемых моделей самолетов и беспилотных летательных аппаратов. В высокоточных приложениях, таких как оптические приводы, их плавная и стабильная скорость является преимуществом по сравнению с двигателями других типов. А в приложениях с изменяющимися нагрузками, таких как промышленные электроинструменты, насосы, вентиляторы и воздуходувки, высокая инерция двигателей с внешним ротором может помочь “преодолеть” колебания нагрузки и обеспечить устойчивый выходной крутящий момент.

Применение вентиляторов и воздуходувок является одним из наиболее распространенных применений двигателей с внешним ротором благодаря особому конструктивному преимуществу: внешний ротор может служить ступицей рабочего колеса вентилятора или воздуходувки. Это обеспечивает компактную конструкцию и позволяет крыльчатке выполнять роль большого вращающегося радиатора и способствовать охлаждению двигателя.

Но интеграция ротора в рабочее колесо также увеличивает механическую постоянную времени двигателя — количество времени, необходимое двигателю для достижения 63,2% от его конечной скорости при заданном напряжении — важный параметр для обеспечения того, чтобы двигатель не перегревался.

t_m = механическая постоянная времени двигателя
R = сопротивление обмотки
J = инерция ротора
K_e =постоянная обратной ЭДС
K_t= постоянный крутящий момент

Как показано в уравнении, механическая постоянная времени двигателя частично зависит от инерции ротора. Когда ротор встроен в рабочее колесо, инерция ротора и рабочего колеса учитывается вместе. Эта более высокая инерция приводит к более высокой механической постоянной времени и, следовательно, к более длительному времени достижения двигателем требуемой скорости. Именно поэтому электродвигатели с внешним ротором применяются в основном в составе частотно-регулируемого электропривода, который обеспечивает плавный пуск двигателя.

Вам так же может быть интересно

Повторитель (сплиттер) сигнала энкодера РДПУ.465645.002 предназначен для обеспечения гальванической развязки 2500 В между входным и выходными сигналами, а так же дублирования сигнала инкрементального энкодера с напряжением питания 5 В с комплиментарным выходным сигналом типа «Line Driver» A, A\, B, B и частотой до 1 МГц.