Mechanizm napędu bezpośredniego - Direct-drive mechanism

Mechanizm napędu bezpośredniego , gdzie jest nadawczy od momentu obrotowego z silnika elektrycznego do urządzenia wyjściowego (np napędzanymi kołami samochodu) odbywa się bez żadnej redukcji przekładni zębatych lub pasów .

Historia

Pod koniec XIX i na początku XX wieku niektóre z najwcześniejszych lokomotyw i wagonów wykorzystywały bezpośrednie przekładnie napędowe przy wyższych prędkościach. Mechanizmy napędu bezpośredniego do broni przemysłowej zaczęły być możliwe w latach 80. XX wieku, przy użyciu materiałów magnetycznych ziem rzadkich . Pierwsze ramię z napędem bezpośrednim zbudowano w 1981 roku na Uniwersytecie Carnegie Mellon . Obecnie najczęściej stosowanymi magnesami są magnesy neodymowe .

Projekt

Systemy z napędem bezpośrednim charakteryzują się płynnym przenoszeniem momentu obrotowego i prawie zerowym luzem . Główne zalety systemu z napędem bezpośrednim to zwiększona wydajność (dzięki zmniejszeniu strat mocy z elementów układu napędowego) i prostsza konstrukcja z mniejszą liczbą ruchomych części. Główne korzyści obejmują również możliwość dostarczania wysokiego momentu obrotowego w szerokim zakresie prędkości, szybką reakcję, precyzyjne pozycjonowanie i niską bezwładność .

Główną wadą jest to, że często potrzebny jest specjalny typ silnika elektrycznego, aby zapewnić wysoki moment obrotowy przy niskich obrotach . W porównaniu z przekładnią wielobiegową silnik zwykle pracuje w swoim optymalnym paśmie mocy dla mniejszego zakresu prędkości wyjściowych systemu (np. prędkości drogowe w przypadku pojazdu mechanicznego).

Mechanizmy z napędem bezpośrednim wymagają również bardziej precyzyjnego mechanizmu sterującego. Silniki o dużej prędkości z redukcją prędkości mają stosunkowo dużą bezwładność, co pomaga w płynnym ruchu wyjściowym. Większość silników wykazuje tętnienia momentu obrotowego, znane jako moment zaczepowy . W silnikach szybkoobrotowych efekt ten jest zwykle pomijalny, ponieważ częstotliwość, przy której występuje, jest zbyt wysoka, aby znacząco wpłynąć na wydajność systemu; Jednostki z napędem bezpośrednim będą bardziej narażone na to zjawisko, chyba że zostanie dodana dodatkowa bezwładność (tj. przez koło zamachowe ) lub system użyje sprzężenia zwrotnego, aby aktywnie przeciwdziałać temu efektowi.

Aplikacje

Mechanizmy z napędem bezpośrednim są wykorzystywane w zastosowaniach od pracy przy niskich prędkościach (takich jak fonografy , mocowania teleskopów i wyciągi narciarskie , kierownice do gier wideo i bezprzekładniowe turbiny wiatrowe ) po duże prędkości (takie jak wentylatory , dyski twarde komputerów , głowice magnetowidów , maszyny do szycia , maszyny CNC i pralki .

Niektóre elektryczne lokomotywy kolejowe wykorzystują mechanizmy z napędem bezpośrednim, takie jak 1919 Milwaukee Road klasy EP-2 i 2007 East Japan Railway Company E331 . Kilka samochodów z końca XIX wieku używało silników z piastą koła z napędem bezpośrednim , podobnie jak niektóre samochody koncepcyjne na początku 2000 roku; jednak większość nowoczesnych samochodów elektrycznych wykorzystuje silniki pokładowe, w których napęd przenoszony jest na koła za pośrednictwem osi .

Niektórym producentom samochodów udało się stworzyć własne, unikalne przekładnie z napędem bezpośrednim, takie jak ta, którą Christian von Koenigsegg wynalazł dla Koenigsegg Regera .

Zobacz też

Bibliografia