为什么没有宏观的静电机电零件?


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因此,我了解到继电器,电动机和其他机电设备几乎总是电磁设备。为什么是这样?我知道静电电机存在,但是什么使它们比电磁电机更差?

请注意,我是在专门询问宏观设备。我知道静电机电设备在MEMS中很常见。


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复印机中的某些拾纸机制不是静电的吗?还有,一些墨水沉积方法?膜的静电纺丝?
斯科特·塞德曼

@ScottSeidman这是完全可能的!我更多地考虑了类似于马达的机器,其中需要大功率。
炉边堡'18

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@ScottSeidman:当然,静电有很多应用,但是只要尝试构建一个700瓦的静电电动机即可运行洗衣机!
戴夫·特威德

您还算压电马达和执行器吗?它们是相当普遍的。
Spehro Pefhany

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静电音频扬声器。
罗伯特·哈维

Answers:


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您是否已计算出获得等效力或转矩所需的电压?基于高电流而不是高电压来构建等效功率的紧凑型机器要容易得多。

使机器紧凑基本上可以归结为能够充分集中该领域。通过向线圈增加更多匝数并使用铁极靴来引导磁场,可以很容易地集中磁场。

电场有类似的结构,但是一个关键问题是空气(和其他电介质)在高电场下会分解,从而使电子离开导体,从而破坏一切。即使在强真空中,自发发射也会限制您可以开发的磁场强度。


这确实涵盖了电动机和扬声器,但我也对继电器感到好奇。静电继电器似乎可以避免偶尔出现的继电器干扰霍尔效应测量的问题,尽管这可能是一个罕见的问题,实际上并不重要。
炉边堡'18

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扬声器与继电器或螺线管之间没有实质性区别。您不认为电场泄漏也会使附近的电子设备混乱吗?一种替代方法是压电机器。
戴夫·特威德

我所指的是功率水平。继电器的作用不只是接触,而是扬声器将电能转换为音频功率,将螺线管转换为机械功率。但是,是的,您是对的。泄漏始终是一个问题,但在我看来,磁场可能比静电电场存在更多的问题。不过,那很可能是错误的!
炉边堡

继电器愉快地为更高电流的设备供电:10 amps内的汽车雾和聚光灯...
太阳麦克

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诸如MEMS开关形式的静电继电器是一种吸引人的技术,一段时间以来,它一直是重要的研究和开发焦点。MEMS设备规模小,意味着可以以合理的场强实现有用的功能(切换触点)。商业产品已经上市,您开始在市场上看到它们。
user49628

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正在进行对静电机器的研究。旋转致动器原型的描述如下:G. Reitz,B.Butrymowicz,J.Reed,B.Ge和DC Ludois,“一种由可持续性元件构成的开关弹性静电机器,用于旋转致动器”,2017 IEEE能源大会暨博览会( ECCE),俄亥俄州辛辛那提,2017年,第2389-2395页

所描述的机器在9000伏特下运行,并具有液态电介质。它在失速时产生2 Nm的扭矩,但是内部阻力扭矩随速度增加而增加,等于在大约1100 RPM时产生的扭矩。该机器是在NEMA 42机架中构造的。据说C-Motive Technologies Inc.正在将该技术商业化。



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这是一本很好的书,详细介绍了几种静电马达...

在此处输入图片说明

http://rexresearch.com/jefimenko/jefimenkoesmotors.pdf

我不会称它们为“更差”,但它们不同于磁电机。

如上文所述,您将需要非常高的电压和/或较大的表面积以产生相对较低的转矩,但是对于低转矩,高速,高可靠性,低功率的应用,静电电动机可能是一个不错的选择,尤其是当您已经有高压/低电流电源。

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