Rengassähkömoottorien rooli
Sähkömoottorit muuttavat sähköenergian mekaaniseksi energiaksi magneettikentän ja sähkövirran vuorovaikutuksella lankakäämityksessä. Ne ovat yleinen komponentti monissa teollisissa ja kaupallisissa koneissa, joita käytetään sähkön tuottamiseen sähkösovelluksiin tai mekaanisen energian siirtämiseen monenlaisiin käyttötarkoituksiin. Yksi sähkömoottorin kriittisimmistä komponenteista on akselin maadoitusrengas. Tämä rengas sijoitetaan hiiliharjojen ja moottorin akselin väliin, ja se toimii helppona polkuna maahan harjapaketista tulevalle jännitteelle, joka voisi muuten kulkea moottorin akselia pitkin ja vahingoittaa tai muuttaa laakereita.
Liukurengasmoottorit erityisellä putkijäähdytyksellä
Akselin maadoitusrenkaat suojaavat hiiliharjoja ja muita mekanismeja epätasapainoisen PWM-akselijännitteen haitallisilta vaikutuksilta, jotka voivat aiheuttaa ennenaikaisen laakerin rikkoutumisen. Ne asetetaan helposti harjojen ja moottorin akselin väliin, ja niitä on saatavana ruuvikiinnitteisillä kiinnikkeillä, hitsatuilla kiinnikkeillä tai johtavalla epoksilla. Nämä johtavat renkaat tarjoavat myös kätevän tavan asentaa lisätarvikkeita, kuten vaihteita, laakerin pysäyttimiä, jäähdytysominaisuuksia ja sovelluskohtaisia komponentteja.
Hapetuksen aikana [3] katenaanimolekyylit käyvät läpi mekaanisen lukitusprosessin keskenään, mikä johtaa yksisuuntaiseen ympärikiertoon (lisävideo 1). Uudelleenhapettuessa molekyyli vapautuu ja se palaa alkuperäiseen polarisoimattomaan tilaan. Tämä yksisuuntainen liike sallii molekyylimoottorin muuttaa jatkuvan tasavirran tulon jatkuvasti muuttuvaksi pyörivän liikkeen ulostuloksi.
Molekyylimoottori on tehokas, kompakti ja edullinen generaattori, jolla on korkea vääntömomentti-painosuhde, mikä tekee siitä lupaavan ehdokkaan sähkökäyttöjärjestelmiin monissa sovelluksissa. Sen suuri tehotiheys ja kompakti koko yhdistettynä kykyyn säästää tilaa, vähentää komponentteja ja integroida rengasmoottori suoraan sähkömekaaniseen tuotteeseen tarjoaa insinööreille uuden tason joustavuutta, joka ei ole mahdollista perinteisillä kestomagneettiharjattomilla tasavirtamoottoreilla (BLDC) .
Rengassähkömoottorien
Keräysrenkaita (kutsutaan myös liukurenkaiksi) käytetään sähkövirran tai signaalin välittämiseen kiinteästä grafiitti- tai metallikoskettimesta pyörivään metallirenkaaseen, joka on kiinnitetty generaattorin akseliin. Niitä käytetään usein suurissa sähkömoottoreissa ja raskaissa koneissa generaattorin kytkemiseksi käyttöjärjestelmään, anturiin tai ohjausjärjestelmään.
Rengasmoottoreissa on korkea roottorin napaluku, mikä voi tarjota huomattavan painonsäästön verrattuna perinteiseen lieriömäiseen BLDC-harjoihin, joiden tehotaso on vertailukelpoinen. Tämä mahdollistaa paljon suuremman määrän keloja pakattavan samaan tilavuuteen, mikä lisää moottorin hyötysuhdetta säilyttäen samalla vankan mekaanisen rakenteen. Tämä rakenne mahdollistaa myös suuremmat nopeudet pienemmällä kuormituksella vaarantamatta moottorin rakenteen eheyttä.
Rengassähkömoottorit, jotka tunnetaan myös rengasmoottoreina, ovat vallankumouksellinen edistysaskel sähköisen propulsion ja energian muuntamisen alalla. Nämä moottorit poikkeavat perinteisistä malleista, koska niissä on renkaan muotoinen rakenne perinteisen sylinterimäisen tai radiaalisen konfiguraation sijaan. Tämä innovaatio tarjoaa lukuisia etuja, jotka määrittelevät uudelleen niiden roolin eri toimialoilla.
Näiden moottoreiden erottuva rengasrakenne mahdollistaa kompaktimman ja kevyemmän rakenteen säilyttäen samalla korkean vääntömomentin ja tehon. Tämä tekee niistä ihanteellisia sovelluksiin, joissa tilarajoitteet ovat merkittäviä, kuten sähköajoneuvoissa, droneissa, robotiikassa ja ilmailujärjestelmissä. Lisäksi rengasmoottorin rakenteen luontainen symmetria varmistaa tehokkaan lämmönpoiston ja vähentää mekaanista tärinää, mikä osaltaan parantaa yleistä suorituskykyä ja luotettavuutta.
Rengasmoottoreilla on myös keskeinen rooli uusiutuvan energian tuotannossa. Ne voidaan integroida saumattomasti tuuliturbiiniin, mikä parantaa tehokkuutta poistamalla vaihteiston tarpeen ja minimoimalla mekaaniset häviöt. Tämä suunnittelu lisää energiantuotantoa ja vähentää huoltotarvetta.
Suurempi roottorin napaluku vaatii kuitenkin myös korkeampia moottoriohjaimen kommutointitaajuuksia kuin perinteiset BLDC-moottorit, joissa on pienempi napamäärä, mikä voi aiheuttaa lisätaakkaa moottorin ohjauspiirille. Tämä saattaa vaatia kehittyneemmän moottoriohjaimen käsittelemään korkeampaa kommutointitaajuutta, erityisesti sinimuotoisissa ja vektorikäyttöjärjestelmissä. Tämän ongelman lievittämiseksi on tärkeää valita oikea rengasmoottori tiettyyn käyttötarkoitukseen ja varmistaa, että akselin maadoitusrenkaalla on oikea kokoonpano.