認(rèn)識(shí)空心杯電機(jī)（1）

李業(yè)新

如今工業(yè)技術(shù)日新月異，這意味著電機(jī)的伺服特性須隨之進(jìn)步。近十幾年來(lái)，空心杯電機(jī)的應(yīng)用范圍擴(kuò)展迅速。在軍事、醫(yī)療等高科技領(lǐng)域，經(jīng)常能見(jiàn)到使用空心杯電機(jī)的產(chǎn)品，如導(dǎo)彈飛行方向的快速調(diào)節(jié)系統(tǒng)、高倍率光驅(qū)的隨動(dòng)控制器、各類便攜式儀器儀表等。在各類飛行器上，空心杯電機(jī)的普及率也越來(lái)越高，如使用空心杯電機(jī)作為動(dòng)力的小型四軸飛行器。

與有鐵芯電機(jī)相比，空心杯電機(jī)不僅較為輕便、體積小，而且耗能更少，可大幅減少飛行器需要搭載的重量。下面筆者根據(jù)自己的使用經(jīng)驗(yàn)和網(wǎng)絡(luò)資料，從結(jié)構(gòu)、型號(hào)、性能等方面介紹空心杯電機(jī)。

一、定義及應(yīng)用范圍

1.空心杯電機(jī)

中文全稱是直流永磁伺服空心杯電機(jī)，英文稱作coreless motor，屬于直流、永磁、伺服微型特種電機(jī)。剖開這類電機(jī)，可以看到其中無(wú)傳統(tǒng)電機(jī)的鐵芯轉(zhuǎn)子，線圈則像個(gè)水杯，故被稱作空心杯電機(jī)。

2.電機(jī)創(chuàng)新點(diǎn)

空心杯電機(jī)突破了傳統(tǒng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式，采用了無(wú)鐵芯轉(zhuǎn)子，也稱空心杯型轉(zhuǎn)子。與傳統(tǒng)電機(jī)一樣，空心杯電機(jī)也分為有刷和無(wú)刷兩種，其中有刷型的轉(zhuǎn)子無(wú)鐵芯，無(wú)刷型的定子無(wú)鐵芯。

因?yàn)殡姍C(jī)結(jié)構(gòu)中沒(méi)有鐵芯，所以空心杯電機(jī)在磁場(chǎng)中不會(huì)因渦流效應(yīng)導(dǎo)致電能損耗，效率高。鐵芯的消失，使得電機(jī)通常用線圈作為轉(zhuǎn)子，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、好控制，減少了轉(zhuǎn)子本身帶來(lái)的機(jī)械能損耗。但為了減少磁通損失，用作轉(zhuǎn)子的線圈只能做得很薄，這一點(diǎn)造成空心杯電機(jī)的功率都不大，最大功率僅有幾百瓦。……