Итак, я понимаю, что реле, двигатели и другие электромеханические устройства почти всегда являются электромагнитными устройствами. Почему это? Я знаю, что существуют электростатические двигатели, но что делает их существенно хуже, чем электромагнитные двигатели?
Обратите внимание, что я спрашиваю конкретно о макроскопических устройствах. Я знаю, что электростатические электромеханические устройства распространены в MEMS.
Ответы:
Вы рассчитали напряжения, которые вам понадобятся, чтобы получить эквивалентную силу или крутящий момент? Гораздо проще создавать компактные машины эквивалентной мощности, основанные на высоких токах, а не на высоких напряжениях.
Создание компактной машины в основном сводится к способности адекватно концентрировать поле. Магнитные поля легко концентрировать, добавляя больше витков к катушкам и используя железные полюсные наконечники для их наведения.
Существуют аналогичные структуры для электрических полей, но ключевая проблема заключается в том, что воздух (и другие диэлектрики) разрушаются при сильных полях, позволяя электронам выходить из проводников, что разрушает все. Даже в жестком вакууме спонтанное излучение ограничивает возможности развития поля.
источник
Продолжаются исследования электростатических машин. Прототип роторного привода описан: Г. Рейцем, Б. Бутримовичем, Дж. Ридом, Б. Ге и Д. К. Людойсом, «Электростатическая машина с переключаемым упругим усилием, изготовленная из устойчивых элементов для вращательных приводов», «Конгресс и выставка преобразования энергии IEEE 2017 года ( ECCE), Цинциннати, Огайо, 2017, стр. 2389-2395
Описанная машина работает при 9000 вольт и имеет жидкий диэлектрик. Он производит 2 Нм крутящего момента при останове, но внутренний тормозной момент увеличивается со скоростью, равной крутящему моменту, создаваемому при скорости около 1100 об / мин. Машина была построена в раме NEMA 42. C-Motive Technologies Inc., как говорят, коммерциализирует эту технологию.
источник
Одним из макроскопических применений электростатики, которое имеется в продаже, являются электростатические громкоговорители (ESL). Это, как правило, дорогие динамики, ограниченные «аудиофильными» приложениями.
Более подробная информация здесь: https://en.wikipedia.org/wiki/Electrostatic_loudspeaker
источник
Вот хорошая книга, детализирующая несколько видов электростатических двигателей ...
http://rexresearch.com/jefimenko/jefimenkoesmotors.pdf
Я бы не назвал их «хуже», но они отличаются от магнитных двигателей.
Как уже отмечалось выше, вам потребуются очень высокие напряжения и / или большая площадь поверхности для создания даже относительно низкого крутящего момента, но для применений с низким крутящим моментом, высокой скоростью, высокой надежностью и низкой мощностью электростатический двигатель может быть хорошим выбором, особенно если у вас уже есть высоковольтный / слаботочный источник питания.
источник