El motor de copa hueca (motor micro sin correos) es un motor de CC especial. Tradicional El motor DC se usa ampliamente en la producción industrial, los electrodomésticos, el transporte y otros campos, compuesto por dos partes centrales del estator y el rotor, la parte estacionaria del motor de CC se llama estator, el papel principal del estator es generar un campo magnético, compuesto por el marco, el polo magnético principal, el polo de reversión, la tapa del extremo, el dispositivo y el dispositivo de cepillo. Los materiales de imán de estator comúnmente utilizado incluyen NDFEB, cobalto de Samarium, cobalto de níquel de aluminio y ferrita. La parte que gira durante la operación se llama rotor, y su papel principal es producir par electromagnético y fuerza electromotriz inducida, que es el cubo del motor de CC para la conversión de energía, por lo que generalmente se llama armadura, que se compone de eje giratorio, núcleo de armadura, inquietud, commutador y ventilador.
El motor de copa hueca se rompe a través de la forma estructural del motor de CC tradicional en la estructura, utilizando un rotor sin núcleo, y su devanado de armadura es una bobina de copa hueca, de forma similar a una taza de agua, por lo que se llama 'motor de copa hueca '. El motor de la copa hueca pertenece a DC, imán permanente, servomotrógeno. Esta nueva estructura del rotor hace que el motor de la copa hueca tenga las siguientes excelentes características: ① Características de ahorro de energía: el diseño sin núcleo elimina por completo la pérdida de energía causada por la formación de corrientes de remolino en el núcleo de hierro, y la eficiencia de conversión de energía es muy alta, la máxima eficiencia es generalmente más del 70%, y algunos productos pueden alcanzar más del 90%(los motores del núcleo de hierro son generalmente 70%); (2) Características de control: inicio y frenado rápido, respuesta rápida, tiempo mecánico constante de menos de 28 milisegundos, algunos productos pueden alcanzar menos de 10 milisegundos (los motores centrales generalmente son más de 100 milisegundos); La velocidad se puede ajustar fácilmente con sensibilidad bajo el estado de funcionamiento de alta velocidad en el área de operación recomendada; (3) Características de arrastre: la estabilidad de la operación es muy confiable, la fluctuación de la velocidad es muy pequeña, ya que un motor micro, su fluctuación de velocidad se puede controlar fácilmente dentro del 2%; ④ Características livianas: en comparación con el mismo motor de núcleo de potencia, su peso y volumen se reducen en 1/3-1/2, y la densidad de energía mejora considerablemente. El indicador central del motor de copa hueca es la densidad de potencia, es decir, la relación de la potencia de salida al peso o volumen. El rotor sin núcleo de hierro elimina la corriente deult e histéresis en el extremo molecular y mejora la eficiencia de conversión de energía. Peso y volumen reducidos en el extremo del denominador.
El pincel es un componente importante del Motor cepillado , responsable de realizar la corriente entre las piezas giratorias y las piezas estacionarias. Debido a que está más hecho de grafito, también se llama cepillo de carbono. En el motor de CC ordinario, para mantener el rotor girando, la dirección de corriente del rotor debe cambiarse en tiempo real, por lo que el conmutador y el cepillo de carbono deben usarse. El motor sin escobillas cancela el modo de conmutación del cepillo mecánico, por lo que la posición del rotor debe detectarse para completar la conmutación electrónica. Hay dos formas comunes de obtener información de posición del rotor: (1) Modo de control sin sensor, cuando el motor está funcionando, la posición del rotor está determinada por la variable medible alimentada por el motor; El modo de control del sensor de posición, la posición del rotor del motor se detecta directamente por el sensor de posición dentro del motor. Los sensores de posición de uso común son sensores de pasillo, codificadores fotoeléctricos, transformadores rotativos, etc. La precisión de detección del sensor del salón no es alta, pero el precio es bajo; El codificador fotoeléctrico y la detección de posición del transformador rotativo es precisa y el error es pequeño, y generalmente se usan para sistemas de control de alto rendimiento, como el control de orientación del campo magnético y el control de par directo.
El motor de copa hueca de acuerdo con su estructura se puede dividir en cepillo y dos tipos sin escobillas. ① Motor de copa hueca cepillada (también conocido como DC cepillado con motor sin correos, rotor sin núcleo de hierro): el uso del conmutador de cepillo mecánico, generalmente por la carcasa, el estator interno del material magnético suave, el estator del imán permanente, la composición del armadura del rotor de la copa hueca. Cuando el motor de cepillo de copa hueca está energizado, el devanado tiene corriente, generando un par, el rotor comienza a girar, si el rotor gira a un ángulo específico, el cepillo usa el conmutador mecánico para cambiar la dirección de la corriente, de modo que la dirección del torque de salida no cambia, el rotor continúa girando. Debido a que el motor de cepillo de copa hueca usa la conmutación del cepillo, hay una cierta fricción relativa durante la operación del motor, que producirá ruido, chispa eléctrica y reducirá la vida útil del motor. Generalmente doméstico 'motor de taza hueca ' generalmente se refiere al motor de cepillo; ② Motor de copa hueca sin escobillas (también conocido como motor sin ranura sin cepillo de CC, estator sin núcleo de hierro): el uso de conmutación electrónica, generalmente por la concha, materiales magnéticos suaves, materiales aislantes y armadura de taza hueca compuesta de estator y rotor de acero magnético permanente. El motor de cepillo hueco sin escobillas conecta diferentes devanados al circuito controlando el encendido de componentes electrónicos para lograr el efecto de la inversión. Este modo de conmutación hace que el motor sin escobillas de copa hueca tenga las características de alta eficiencia, fluctuación de torque pequeña, alta vida de servicio, estructura compacta, fácil mantenimiento, etc.
1.2. Barrera del núcleo: proceso de devanado
El flujo de proceso del motor de copa hueca es complejo, y la dificultad de procesamiento es mucho más que la del motor ranurado de CC ordinario. Tomando el motor sin ranura DC de la tecnología Dingzhi (es decir, sus productos de motor de copa hueca) como ejemplo, desde el devanado de la bobina delantera, el rodamiento medio, el mandril, el anillo de soporte y otras instalaciones de piezas del núcleo, hasta la línea de soldadura de la placa de circuito de la cubierta trasera, etc., que involucra casi 30 procesos, la complejidad es mucho más que los motores ordinarios de DC slotted. La producción de bobina debe pasar por el proceso de alambre esmaltado (devanado - modelado de calefacción - eliminación de alambre, conectando la instalación de bobina de alambre común, etc.
Entre ellos, la fabricación de bobinas es uno de los procesos centrales del motor de copa hueca. Los devanados de soporte autosuficiente sin núcleo están hechos de alambre de esmalte llamado, que es un alambre de cobre aislado con una capa de pintura en el exterior. En el proceso de fabricación, la pintura de cables adyacentes se fusiona aplicando presión y temperatura. La unión adecuada (cinta o fibra de vidrio) puede mejorar aún más la resistencia y la estabilidad de la forma del devanado, que es especialmente importante bajo cargas de alta corriente.
La tecnología de producción de la bobina motora de copa hueca se divide principalmente en tres categorías de acuerdo con el método de formación de la bobina: 1) devanado manual. A través de una serie de procesos complejos, que incluyen inserción de pin, devanado manual, cableado manual y otros pasos para producir. 2) Tecnología de producción de devanado. La tecnología de producción de devanado es de producción semiautomática, el cable esmaltado se enrolla primero secuencialmente al eje principal con una sección transversal en forma de diamante, y se retira después de alcanzar la longitud requerida, y luego se flita en una placa de alambre, y finalmente la placa de alambre se enrolla en una copa en forma de copa. Tomando una copa hueca de devanado como ejemplo, el proceso de fabricación se puede dividir aproximadamente en los siguientes pasos: (1) devanado de la bobina de palanquilla de alambre hexagonal: se lleva a cabo en la máquina de devanado del grupo de devanado inclinado; ② La bobina en blanco del cable está pegada con dos piezas de cinta sensible a la presión con forma, que se aplanan; ③ Aplanador: la placa de forma se inserta en la bobina en blanco del cable, y la bobina se aplana, y luego se envía a la máquina de aplanamiento para aplanar y convertirse en un espacio en blanco de alambre plano. Forma con un raspador de bambú. Corte el exceso de cinta, dejando solo un enganche, el enganche debe dejarse en el lado ligeramente elevado del hilo plano, para que el carrete pueda formar una fila; ④ Bobina: el en blanco de alambre plano se alimenta a la bobina de la máquina de bobina de copa hueca, de modo que el cable en blanco está conectado al extremo, y la cinta se pegan en la superficie de la cabeza en blanco del cable para convertirse en la bobina de la copa hueca; ⑤ Cubra de forma epoxi: después de recubrir el adhesivo epoxi, colóquelo en el horno para curar y formar. 3) Una tecnología de producción de moldeo. La máquina sinuosa enrolla un alambre esmaltado a un huso de acuerdo con la ley a través del equipo de automatización, y se quita la bobina después de tirar en una taza, formándose a la vez, y no requiere múltiples procesos como rodar y aplanamiento, con un alto grado de automatización.
El proceso de devanado en el extranjero se desarrolló temprano, el grado de automatización es más alto que el nacional. El doméstico adopta principalmente la producción de devanado, el proceso es más complicado, la intensidad laboral de los trabajadores es grande, no puede completar la bobina con un diámetro de alambre más grueso y la tasa de chatarra es alta. Los países extranjeros utilizan principalmente la tecnología de producción de heridas únicas, alto grado de automatización, alta eficiencia de producción, rango de diámetro de bobina, buena calidad de bobina, arreglo apretado, tipos de motor, buen rendimiento. El motor de la copa hueca se puede dividir en herida recta, forma de silla y herida inclinada de acuerdo con el método de devanado. En 1958, el Dr.FF Aulhaber (Von Haber) de Alemania desarrolló la tecnología de devanamiento de bobina inclinada de la bobina, y obtuvo la tecnología de patentes del devanado inclinado de la bobina del rotor del motor de la Copa Hollow en 1965. Alemania, Suiza, Japón y otros Desarrollo del motor de la Copa Hollow antes, en el proceso de devanado ha acumulado una rica experiencia. Entre los tres motores principales de la copa hueca del mundo, Swiss Maxon utiliza principalmente forma de herida recta y forma de silla de montar, y Faulhaber y Portescap suizo alemanes usan principalmente una forma de herida inclinada. El proceso de devanado lento es más complicado, y se utiliza principalmente para estructuras de devanado largo, a menudo hecho de devanado múltiple. La forma de la silla de montar puede reducir el grosor de la bobina, reducir el espacio de aire magnético de manera efectiva en el motor de alta densidad de potencia, aumentar la longitud del campo magnético de corte y hacer un mejor uso del magnetismo del estator; El devanado oblicuo se desarrolló anteriormente, el cableado relativamente simple, el cableado ajustado, adecuado para una gran producción de lotes.
El devanado es la barrera técnica central del motor de copa hueca. ① Enlace de diseño: en el extranjero tres tecnología principal se originaron en la década de 1960, el motor de la copa hueca doméstica comenzó tarde, menos investigación, falta de combinación de grado de subdivisión de material, tipo de copa de rotor para optimizar el motor, la falta de diseño directo sistemático, la falta de requisitos personalizados de configuración del esquema de accionamiento del sistema y capacidades de diseño de productos; ② Enlace de procesamiento: en comparación con el motor tradicional sin cepillo, el motor de cepillo, el servomotor, la estructura del motor de la copa hueca pertenece a la estructura de la ranura sin dientes, no hay una ranura fija, todo el cable esmaltado es devanado suspendido, no hay soporte interno, es muy difícil en el proceso y el rendimiento temprano es bajo. En términos de precisión del devanado, los requisitos de precisión de los motores de copa hueca son más altos que los de los motores tradicionales. El motor de copa hueca en sí es de tamaño pequeño, y la tolerancia al error es menor que la de los motores magnéticos permanentes ordinarios y los motores paso a paso, y la precisión del procesamiento afecta directamente la estabilidad del campo magnético. La diferencia de grosor del cable y giros de devanado hace que el valor de resistencia del devanado, la corriente de arranque, la constante de velocidad y otros parámetros del motor tengan grandes diferencias. Debido a esto, los fabricantes nacionales deben mejorar la precisión, el rendimiento y la automatización en los enlaces de producción y procesamiento. En comparación con el extranjero, China también es relativamente débil en términos de equipos de devanado. El equipo de devanado se puede dividir en equipos no automáticos automáticos y manuales. En comparación con el extranjero, el grado de automatización de los equipos de devanado en China es relativamente bajo. Los principales fabricantes mundiales de equipos sinuosos incluyen Meteor of Suiza, Tanaka Seiki Co., Ltd. de Japón y Hitote Mechanical Engineering Co., Ltd. Las empresas nacionales todavía están en un estado relativamente vacante en términos de equipo, y compran más equipos de devanado japoneses, con precios que van desde cientos de miles a millones. Las compañías relativamente representativas en China incluyen tecnología Zhongspecial, Dongguan Taili Electronic Machinery Co., Ltd., Tecnología de Qinlian, Kunshan Cook, etc.
1.3 Aplicaciones aguas abajo: las características del motor de copa hueca determinan el escenario de aplicación aguas abajo
El motor de la copa hueca pertenece al micro motor, y las materias primas aguas arriba son similares a las materias primas del micro motor, incluidos cobre, acero, acero magnético, rodamientos, plásticos, etc. El motor de la copa hueca se usó originalmente en aviación, aeroespaciales, militares y otras industrias de recolección, en los últimos años, su aplicación gradualmente expandida a las industrias civiles, tales como los dispositivos médicos, los dispositivos médicos, la electrones, la eléctrica, las herramientas eléctricas, las herramientas eléctricas y otras cosas.
El rendimiento diferente del motor de la copa hueca corresponde a su aplicación en diferentes campos: 1) Las características del tamaño pequeño, el peso ligero y la gran relación de potencia / volumen lo hacen adecuado para áreas con requisitos de alto peso, como varios tipos de aviones, etc., que pueden minimizar el peso de la aeronave; También se usa ampliamente en varios productos electrónicos de consumo, como cepillos de dientes eléctricos y ventiladores eléctricos portátiles. 2) Las características del inicio y el frenado rápido y la respuesta extremadamente rápida hacen que sea adecuada para áreas que necesitan lograr un control automático rápido, como el ajuste de la dirección de misiles con un alto control de rendimiento de control, el seguimiento de la unidad óptica de alta tasa, el seguimiento de los equipos altamente sensibles, los robots industriales, etc. 3) las características de la eficiencia de conversión de alta energía y el tiempo de ejecución largo lo hacen adecuado para todos los tipos de campos que requieren ahorro de energía y la vida en la vida en la vida portátiles y el trabajo de los casos y el tiempo de campo.
El robot humanoide abre un nuevo océano azul de aplicaciones motoras de copa hueca. Según el último desarrollo de Optimus, un robot humanoide lanzado por Tesla, cada mano incluye seis unidades y 11 grados de libertad, dos unidades para el pulgar y una unidad para cada uno de los otros cuatro dedos, y la mano puede transportar hasta 20 libras. El módulo de la junta manual está compuesto principalmente de motor de copa hueca, reductor planetario de precisión, tornillo de bola y sensor. El motor de la copa hueca permite que el dedo tenga la capacidad de moverse, la caja de cambios planetaria de precisión permite que el manipulador se coloque con mayor precisión y use más flexible, el codificador proporciona retroalimentación de posición de alta precisión y retroalimentación de velocidad de la mano, y el sensor permite que el robot tenga una función perceptual y capacidad de reacción de forma humana. Según Musk, el número de robots humanoides en el futuro excederá el número de humanos, y se espera que alcance el nivel de 100 mil millones de unidades a largo plazo. Hollow Cup Motor es la solución técnica principal de Robot Hand con alta certeza. Los robots humanoides usan 6 motores de copa hueca por mano, teniendo en cuenta la situación final, se espera que los robots humanoides alcancen el nivel de mil millones de unidades, si la producción en masa de los robots humanoides aterriza, extraerá el crecimiento de los ingresos de las empresas de motor de la copa hueca.
