電動螺絲刀是一種量大面廣的產品
電動螺絲刀工具是一種量大面廣的產品,通常使用單相串勵電動機,三相、單相工頻和三相中頻(150~400Hz)感應式異步電動機以及永磁直流電動機作為動力。單相串勵電動機轉速高、體積小、起動轉矩大,具有軟的負載特性曲線,是電動螺絲刀中使用最多的一種電動機。
三相、單相工頻感應式異步電動機結構簡單、功率大、可靠性高、壽命長,但由于單位重量輸出功率較小、體積大且具有硬的特性曲線,只適用于部分大型或可移式電動工具。三相中頻感應式異步電動機具有單位重量輸出功率大、體積小的特點,但仍然是硬的負載特性曲線,特別是在低速時幾乎沒有轉矩輸出,調速性能不佳。永磁直流電動機早期多用于充電式電動工具,功率較小。近幾年隨著稀土永磁的普及、大功率的稀土永磁無刷電機已經在大型電動工具特別是園林工具上逐漸嶄露頭角。
單相串勵電動機的功率和電機的轉速成正比,這意味著在功率不變的條件下,電機的轉速越高重量越輕,工具的重量也越輕,操作者的勞動強度越小。換句話說,如果電機的重量不變,同體積的電機轉速越高,輸出功率就越大,工具的工作效率就越高。由于單相串勵電動機必須通過碳刷和換向器對電流進行換向,換向過程將產生火花。功率越大,轉速越高,換向條件就越惡劣。因此3kW以上的單相串勵電動機就不多見。同時換向器自身的結構形式也制約了電機轉速的提升。另外電動螺絲刀軸絕緣結構的剛性也無法支撐大直徑轉子的高速運行條件。因此目前比較成熟的高速串勵電動機的轉速一般不高于40000r/min,轉子鐵芯直徑僅在35mm左右,功率在1200W以下,而大功率鉆機和角向磨光機所需的電機功率通常在2500W左右。換向器結構形式的另一個弊端是換向器磨損后的壽命通常決定了電機的壽命。
國產電動螺絲刀的單相串勵電動機壽命基本不高于150h,國外的要高一倍。對于便攜的臺式工具,感應式異步電動機重量太重,而單相串勵電動機則壽命太短。稀土永磁無刷電動機特性曲線接近感應式異步電動機,但低速性能優于三相中頻感應式異步電動機,能滿足電動工具對電動機的調速要求,控制器的成本也遠低于變頻器的成本。
由于沒有了換向器和碳刷的限制,電動機的功率和轉速都將大大提高,電動機的壽命遠高于單相串勵電動機,特別是高溫稀土性能的日益完善,解決了高功率密度電動機的高溫升對磁鋼去磁影響。
然而稀土作為一種戰略性資源近年來國家加大了管制力度,致使稀土價格成指數上升。
一臺稀土永磁電動機中的磁鋼成本遠高于電動機其他的材料成本,因此稀土永磁無刷電動機基本喪失批量應用在電動工具方面所必須具備的經濟條件
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