CO TO JEST SILNIK OUTRUNNER?

SILNIKI MOMENTOWE OUTRUNNER I INRUNNER

Istnieją dwa rodzaje napędu bezpośredniego bezramowe silniki momentowe: wyprzedzacz i biegacz silniki momentowe. W przypadku silnika wirnikowego wirnik znajduje się po wewnętrznej stronie stojana.  W przypadku silnika wybiegowego wirnik znajduje się na zewnątrz stojana. 

Silniki Outrunner wytwarzają większy moment obrotowy przy tej samej objętości konstrukcyjnej w porównaniu do silników Inrunner. Magnetic Innovations specjalizuje się w typologii outrunnerów. Jednak oba typy silników momentowych, każdy z własnymi zaletami, nadal działają w podobny sposób.

RÓŻNICE MIĘDZY SILNIKIEM OUTRUNNER A SILNIKIEM INRUNNER

Zaletą silnika typu outrunner w porównaniu z silnikiem typu Inrunner jest to, że powierzchnia szczeliny powietrznej jest znacznie większa. Innymi słowy, powierzchnia, przez którą linie pola elektromagnetycznego przechodzą od wirnika do stojana, jest znacznie większa. W ten sposób generowana jest większa siła elektromechaniczna.

Dodatkowo ramię reakcyjne jest dłuższe w przypadku silnika typu outrunner, ponieważ siła jest generowana dalej od środka obrotu. W rezultacie większa powierzchnia szczeliny powietrznej i dłuższe ramię reakcyjne prowadzą do wyższego momentu obrotowego. W związku z tym silniki typu outrunner mogą osiągać znacznie wyższy poziom momentu obrotowego niż silniki typu inrunner o tej samej objętości konstrukcyjnej. 

Aby skompensować niższy moment obrotowy, silniki rolkowe są często wyposażone w przekładnie lub skrzynie biegów. Jednak dodanie tych mechanizmów prowadzi do jeszcze większej objętości kompilacji i strat mechanicznych. Ponadto wymaga większej konserwacji, zwiększa ryzyko zanieczyszczenia (olej, smar) i prowadzi do mniejszej dokładności. Jeśli więc wielkość zabudowy jest ograniczona i wymagany jest wysoki moment obrotowy, najlepszym rozwiązaniem są silniki typu outrunner. 

Kluczowe różnice – bezszczotkowy silnik Inrunner vs Outrunner

Spójrz na obrazek poniżej. Widać, że bezszczotkowy silnik outrunner ma wał wyjściowy połączony ze śmigłem, w tym przypadku przymocowanym do obudowy silnika. Sugerowałoby to, że wał silnika po obróceniu będzie również obracał zewnętrzną obudowę silnika.   To jest dokładnie to, co się dzieje. Magnesy trwałe na prowadnicy są umieszczone na wirniku, a wirnik obraca się na zewnętrznej obudowie. Wewnątrz silnika znajdują się uzwojenia stojana, które się nie obracają, są zamocowane na stałe.

W przypadku silnika inrunner zasadniczo mamy do czynienia z całkowitym przeciwieństwem jego budowy. Po zewnętrznej stronie silnika znajduje się obudowa. Sprawa w tej sytuacji nie obraca się i jest naprawiona. Uzwojenia stojana są umieszczone na wewnętrznej stronie obudowy. Obracając wał silnika nabiegacza, obracasz wirnik, który również zawiera magnesy trwałe, podobnie jak nabiegacz. Różnica polega oczywiście na tym, że znajdują się one teraz w środku silnika.  Dla większości byłby to bardziej konwencjonalny typ silnika elektrycznego, zwłaszcza jeśli znasz duże silniki prądu przemiennego, a nawet stare szczotkowane silniki prądu stałego.

Różnice w wydajności – bezszczotkowy silnik Inrunner vs Outrunner

Można to łatwo poddać dyskusji na temat tego, który silnik ma najlepszą wydajność, gdy zagłębisz się w szczegóły. Dla uproszczenia rozważmy luźno silniki o jednakowej wielkości i wadze, aby porównać możliwe różnice w wydajności.

Różnice w wielkości fizycznej

Ogólnie rzecz biorąc, bezszczotkowe silniki typu outrunner będą miały większą średnicę i mniejszą długość w porównaniu z porównywalnym silnikiem typu inrunner o podobnej masie.  I odwrotnie, Inrunners mają mniejszą średnicę i zazwyczaj większą długość.   Rozmiar fizyczny to jeden z obszarów, w którym Twoja aplikacja może być ograniczona, jednak istnieją inne kompromisy, które należy wziąć pod uwagę, jak omówimy poniżej.

RPM / Wolty (Kv)

Kiedy weźmiesz pod uwagę liczbę obrotów na wolt silnika bezszczotkowego (prędkość obrotowa na jeden przyłożony wolt), jest to jeden z najważniejszych czynników przy wyborze odpowiedniego silnika do twojego zastosowania. Często, gdy nie zostanie prawidłowo wybrany odpowiedni silnik Kv, ryzyko spalenia elementu systemu zasilania znacznie wzrasta. Silnik typu Inrunner o tej samej wielkości co bezszczotkowy silnik typu Outrunner będzie miał wyższą wartość Kv. Chociaż różne uzwojenia silnika (silnik tej samej wielkości z opcjami Kv) zapewniają przyzwoity zakres, silniki typu outrunner będą zazwyczaj miały niższą wartość Kv. Ma to kluczowe znaczenie przy wyborze silnika bezszczotkowego, który będzie bezpośrednio pasował do Twojego zastosowania.

W jaki sposób outrunner wytwarza niższą wartość Kv? Cóż, mówiliśmy już o różnicy w wielkości fizycznej. Rozmiar fizyczny jest głównym czynnikiem wpływającym na kv. Większa średnica puszki wybiegu pozwala na zastosowanie większej ilości magnesów w obudowie zewnętrznej. Więcej magnesów naprzemiennych biegunów magnetycznych zmusza ESC do szybszego przełączania, spowalniając ogólną prędkość, ponieważ ESC ma więcej pracy do wykonania. Można również na to spojrzeć prościej, ponieważ większa średnica tworzy większy obwód, w którym silnik może poruszać się w jednym obrocie. Większa średnica puszki oznacza również większe ramię momentu dla wyprzedzacza, co jest dobrym przejściem do następnego tematu.

Porównanie momentu obrotowego bezszczotkowego silnika Outrunner i Inrunner

Większe ramię momentu, o którym mówiliśmy powyżej, przekształca się bezpośrednio w generowany większy moment obrotowy. Dlatego silnik bezszczotkowy będzie generował większy moment obrotowy w ogólnym porównaniu z silnikiem wirnikowym. Zależność wiąże się z faktem, że wyprzedzacze mają niższe obroty na wolt. Zależność Kv i momentu obrotowego jest odwrotnie proporcjonalna. Wraz ze wzrostem obrotów na wolt (Kv) moment obrotowy silnika maleje.