一、微型調(diào)速電機(jī)散熱問題的解決方法
優(yōu)化電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
在電機(jī)的外殼設(shè)計(jì)上,可以采用散熱鰭片的結(jié)構(gòu)。就像電腦 CPU 的散熱器一樣,散熱鰭片能夠增加散熱面積。當(dāng)電機(jī)工作產(chǎn)生熱量時(shí),熱量會(huì)通過外殼傳導(dǎo)到散熱鰭片上,然后散發(fā)到周圍空氣中。例如,一些微型調(diào)速電機(jī)的外殼有細(xì)密的金屬鰭片,能夠有效提高散熱效率。
內(nèi)部的繞組布局也很關(guān)鍵。合理安排繞組的空間位置,使其有良好的通風(fēng)通道。這樣可以讓冷卻空氣能夠在電機(jī)內(nèi)部順暢流動(dòng),帶走熱量。
采用合適的散熱材料
電機(jī)的外殼材料選擇導(dǎo)熱性能良好的金屬,如鋁合金。鋁合金不僅具有較高的導(dǎo)熱系數(shù),而且質(zhì)量較輕,適合微型電機(jī)的應(yīng)用。它能夠快速地將電機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)到外殼表面,加速散熱過程。
對(duì)于電機(jī)內(nèi)部的絕緣材料,也應(yīng)選用具有一定導(dǎo)熱性的材料。這樣可以保證電機(jī)內(nèi)部的熱量能夠有效地傳遞,不會(huì)因?yàn)榻^緣材料的隔熱而導(dǎo)致熱量積聚。
強(qiáng)制風(fēng)冷或液冷方式(在必要時(shí))
對(duì)于功率稍大、發(fā)熱較為嚴(yán)重的微型調(diào)速電機(jī),可以采用強(qiáng)制風(fēng)冷。這就需要安裝小型風(fēng)扇,將冷空氣吹向電機(jī)。風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速可以根據(jù)電機(jī)的溫度進(jìn)行智能控制,當(dāng)電機(jī)溫度升高時(shí),提高風(fēng)扇轉(zhuǎn)速,增強(qiáng)冷卻效果。
在一些特殊的高精度應(yīng)用場(chǎng)景中,液冷也是一種選擇。通過在電機(jī)外殼周圍設(shè)置冷卻管道,讓冷卻液循環(huán)流動(dòng)帶走熱量。不過這種方式成本較高,結(jié)構(gòu)也相對(duì)復(fù)雜,一般用于對(duì)溫度控制要求很高的微型調(diào)速電機(jī)。
二、不良散熱對(duì)微型調(diào)速電機(jī)的影響
性能下降
溫度過高會(huì)導(dǎo)致電機(jī)繞組的電阻增 大。根據(jù)歐姆定律,在電壓不變的情況下,電阻增 大電流就會(huì)減小,從而使電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩下降。例如,在一個(gè)需要一定扭矩來驅(qū)動(dòng)的小型機(jī)械臂中,電機(jī)由于過熱導(dǎo)致扭矩不足,機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)就會(huì)變得遲緩甚至無法正常工作。
壽命縮短
高溫會(huì)加速電機(jī)絕緣材料的老化。絕緣材料老化后,其絕緣性能下降,容易出現(xiàn)短路故障。同時(shí),電機(jī)內(nèi)部的軸承等機(jī)械部件在高溫環(huán)境下也會(huì)加速磨損。例如,微型電機(jī)的軸承在正常溫度下可以使用很長(zhǎng)時(shí)間,但如果散熱不良,高溫會(huì)使軸承的潤(rùn)滑脂失效,導(dǎo)致軸承磨損加劇,蕞終使電機(jī)無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
穩(wěn)定性降低
電機(jī)溫度過高會(huì)引起電機(jī)磁場(chǎng)的變化。這會(huì)導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定,在需要準(zhǔn)確調(diào)速的應(yīng)用場(chǎng)景中,如小型精 密儀器的驅(qū)動(dòng)電機(jī),轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定會(huì)嚴(yán)重影響儀器的測(cè)量精度和工作效果。