Ang hollow cup motor (Micro coreless motor) ay isang espesyal na DC motor. Tradisyonal Ang DC motor ay malawakang ginagamit sa pang-industriya na produksyon, mga gamit sa sambahayan, transportasyon at iba pang larangan, na binubuo ng dalawang pangunahing bahagi ng stator at rotor, ang nakatigil na bahagi ng DC motor ay tinatawag na stator, ang pangunahing papel ng stator ay upang makabuo ng magnetic field, na binubuo ng frame, pangunahing magnetic pole, reversing pole, end cap, bearing at brush device. Kabilang sa mga karaniwang ginagamit na materyales ng stator magnet ang Ndfeb, Samarium cobalt, aluminum nickel cobalt at ferrite. Ang bahagi na umiikot sa panahon ng operasyon ay tinatawag na rotor, at ang pangunahing papel nito ay upang makabuo ng electromagnetic torque at induced electromotive force, na siyang hub ng DC motor para sa conversion ng enerhiya, kaya karaniwang tinatawag itong armature, na binubuo ng umiikot na baras, armature core, armature winding, commutator at fan.
Ang hollow cup motor ay sumisira sa estruktural na anyo ng tradisyonal na DC motor sa istraktura, gamit ang isang no-core rotor, at ang armature winding nito ay isang hollow cup coil, na katulad ng hugis sa isang water cup, kaya tinatawag itong 'hollow cup motor'. Ang hollow cup motor ay kabilang sa DC, permanenteng magnet, servo micro motor. Ang nobelang rotor structure na ito ay gumagawa ng hollow cup motor na may mga sumusunod na mahusay na katangian: ① Energy-saving na mga katangian: ang core-free na disenyo ay ganap na nag-aalis ng pagkawala ng kuryente na dulot ng pagbuo ng eddy currents sa iron core, at ang energy conversion efficiency ay napakataas, ang maximum na kahusayan ay karaniwang higit sa 70%, at ang ilang mga produkto ay maaaring umabot ng higit sa 90% (iron core motors ay karaniwang 70%); (2) Mga katangian ng kontrol: mabilis na pagsisimula at pagpepreno, mabilis na pagtugon, mekanikal na oras na hindi bababa sa 28 millisecond, ang ilang mga produkto ay maaaring umabot ng mas mababa sa 10 millisecond (ang mga pangunahing motor ay karaniwang higit sa 100 milliseconds); Ang bilis ay madaling ma-adjust nang sensitibo sa ilalim ng high speed running state sa inirerekomendang operating area; (3) Mga katangian ng pag-drag: Ang katatagan ng operasyon ay napaka-maaasahan, ang pagbabagu-bago ng bilis ay napakaliit, bilang isang micro motor, ang bilis ng pagbabagu-bago nito ay madaling makontrol sa loob ng 2%; ④ Magaang katangian: kumpara sa parehong power core motor, ang timbang at volume nito ay nababawasan ng 1/3-1/2, at ang density ng enerhiya ay lubos na napabuti. Ang core indicator ng hollow cup motor ay ang power density, iyon ay, ang ratio ng output power sa timbang o volume. Ang rotor na walang iron core ay nag-aalis ng eddy current at hysteresis loss sa molecular end at pinapabuti ang energy conversion efficiency. Pinababang timbang at volume sa dulo ng denominator.
Ang brush ay isang mahalagang bahagi ng brushed motor , responsable para sa pagsasagawa ng kasalukuyang sa pagitan ng mga umiikot na bahagi at ng mga nakatigil na bahagi. Dahil mas gawa ito sa graphite, tinatawag din itong carbon brush. Sa ordinaryong DC motor, upang mapanatiling umiikot ang rotor, kailangang baguhin ang kasalukuyang direksyon ng rotor sa real time, kaya kailangang gamitin ang commutator at carbon brush. Kinakansela ng brushless motor ang mechanical brush commutation mode, kaya kailangang matukoy ang posisyon ng rotor para makumpleto ang electronic commutation. Mayroong dalawang karaniwang paraan upang makakuha ng impormasyon sa posisyon ng rotor: (1) sensorless control mode, kapag tumatakbo ang motor, ang posisyon ng rotor ay tinutukoy ng masusukat na variable na pinapakain pabalik ng motor; Ang mode ng kontrol ng sensor ng posisyon, ang posisyon ng motor rotor ay direktang nakikita ng sensor ng posisyon sa loob ng motor. Ang mga karaniwang ginagamit na sensor ng posisyon ay mga Hall sensor, photoelectric encoder, rotary transformer at iba pa. Hall sensor detection katumpakan ay hindi mataas, ngunit ang presyo ay mababa; Ang photoelectric encoder at rotary transformer position detection ay tumpak at maliit ang error, at karaniwang ginagamit ang mga ito para sa mga high-performance control system, tulad ng magnetic field orientation control at direct torque control.
Ang hollow cup motor ayon sa istraktura nito ay maaaring nahahati sa brush at brushless dalawang uri. ① Brushed hollow cup motor (kilala rin bilang DC brushed coreless motor, rotor na walang iron core): Ang paggamit ng mechanical brush commutator, sa pangkalahatan ay sa pamamagitan ng shell, soft magnetic material inner stator, permanent magnet stator, hollow cup rotor armature composition. Kapag ang guwang na tasa ng brush motor ay energized, ang paikot-ikot ay may kasalukuyang sa pamamagitan ng, pagbuo ng metalikang kuwintas, ang rotor ay nagsisimula sa pag-ikot, kung ang rotor ay lumiliko sa isang tiyak na Anggulo, ang brush ay gumagamit ng mechanical commutator upang baguhin ang direksyon ng kasalukuyang, upang ang output torque direksyon ay hindi nagbabago, ang rotor ay patuloy na umiikot. Dahil ang hollow cup brush motor ay gumagamit ng brush commutation, mayroong isang tiyak na kamag-anak na alitan sa panahon ng pagpapatakbo ng motor, na magbubunga ng ingay, electric spark, at bawasan ang buhay ng serbisyo ng motor. Karaniwang domestic 'hollow cup motor' sa pangkalahatan ay tumutukoy sa brush motor; ② brushless hollow cup motor (kilala rin bilang DC brushless slotless motor, stator na walang iron core): Ang paggamit ng electronic commutation, sa pangkalahatan ay sa pamamagitan ng shell, soft magnetic materials, insulating materials at hollow cup armature na binubuo ng stator at permanenteng magnetic steel rotor. Ang hollow cup brushless motor ay nagkokonekta ng iba't ibang windings sa circuit sa pamamagitan ng pagkontrol sa on-off ng mga electronic component upang makamit ang epekto ng pag-reverse. Ang commutation mode na ito ay gumagawa ng hollow cup brushless motor na may mga katangian ng mataas na kahusayan, maliit na torque fluctuation, mataas na buhay ng serbisyo, compact na istraktura, madaling pagpapanatili at iba pa.
1.2. Core barrier: proseso ng paikot-ikot
Ang daloy ng proseso ng hollow cup motor ay kumplikado, at ang hirap sa pagproseso ay higit pa kaysa sa ordinaryong DC slotted motor. Ang pagkuha ng DC slotless motor ng Dingzhi Technology (iyon ay, ang mga hollow cup motor na produkto nito) bilang isang halimbawa, mula sa front coil winding, middle bearing, mandrel, support ring at iba pang core parts installation, hanggang sa rear cover installation at circuit board welding line, atbp., na kinasasangkutan ng halos 30 proseso, ang pagiging kumplikado ay higit pa sa ordinaryong DC slotted motors. Ang produksyon ng coil ay kailangang dumaan sa proseso ng enameled wire - winding - heating shaping - wire stripping, connecting the common wire - coil installation at iba pa.
Kabilang sa mga ito, ang paggawa ng coil ay isa sa mga pangunahing proseso ng hollow cup motor. Ang walang core na self-supporting windings ay gawa sa tinatawag na enameled wire, na isang insulated copper wire na may coat of paint sa labas. Sa proseso ng pagmamanupaktura, ang pintura ng mga katabing wire ay pinagsama-sama sa pamamagitan ng paglalapat ng presyon at temperatura. Ang wastong pagbubuklod (tape o fiberglass) ay maaaring higit na mapabuti ang lakas at katatagan ng hugis ng paikot-ikot, na lalong mahalaga sa ilalim ng mataas na kasalukuyang mga karga.
Ang teknolohiya ng produksyon ng hollow cup motor coil ay pangunahing nahahati sa tatlong kategorya ayon sa paraan ng pagbuo ng coil: 1) manual winding. Sa pamamagitan ng isang serye ng mga kumplikadong proseso, kabilang ang pagpasok ng pin, manual winding, manual wiring at iba pang mga hakbang upang makagawa. 2) Paikot-ikot na teknolohiya ng produksyon. Ang paikot-ikot na teknolohiya ng produksyon ay semi-awtomatikong produksyon, ang enameled wire ay unang sunud-sunod na nasugatan sa pangunahing baras na may hugis-diamante na cross-section, at ito ay inalis pagkatapos maabot ang kinakailangang haba, at pagkatapos ay pipi sa isang wire plate, at sa wakas ang wire plate ay nasugatan sa isang hugis-cup na coil. Ang pagkuha ng isang paikot-ikot na guwang na tasa bilang isang halimbawa, ang proseso ng pagmamanupaktura ay maaaring halos nahahati sa mga sumusunod na hakbang: (1) Paikot-ikot ng hexagonal wire billet coil: ito ay isinasagawa sa hilig na paikot-ikot na grupo ng paikot-ikot na makina; ② Ang wire blank coil ay dinidikit ng dalawang piraso ng hugis pressure sensitive tape, demoulding para ma-flatten; ③ Pag-flatte: ang hugis plate ay ipinasok sa wire blank coil, at ang coil ay pipi, at pagkatapos ay ipinadala sa flattening machine upang patagin at maging flat wire blangko. Hugis gamit ang bamboo scraper. Putulin ang labis na tape, nag-iiwan lamang ng isang sagabal, ang sagabal ay dapat na iwan sa bahagyang nakataas na bahagi ng flat strand, upang ang reel ay makabuo ng isang hilera; ④ Coil: ang flat wire blank ay ilalagay sa coil ng hollow cup coil machine, upang ang wire blank ay konektado sa dulo, at ang tape ay idikit sa ibabaw ng wire blank head upang maging hollow cup coil; ⑤ Coating epoxy shaping: Pagkatapos lagyan ng coating ang epoxy adhesive, ilagay ito sa oven para sa paggamot at paghubog. 3) Isang teknolohiya sa paggawa ng paghubog. Ang winding machine ay nagpapaikut-ikot ng enameled wire sa isang spindle ayon sa batas sa pamamagitan ng automation equipment, at inaalis ang coil pagkatapos ng winding sa isang tasa, na bumubuo sa isang pagkakataon, at hindi nangangailangan ng maraming proseso tulad ng rolling at flattening, na may mataas na antas ng automation.
Ang proseso ng paikot-ikot sa ibang bansa ay binuo nang maaga, ang antas ng automation ay mas mataas kaysa sa domestic. Pangunahing ginagamit ng domestic ang winding production, ang proseso ay mas kumplikado, ang labor intensity ng mga manggagawa ay malaki, hindi makumpleto ang coil na may mas makapal na diameter ng wire, at ang scrap rate ay mataas. Ang mga dayuhang bansa ay pangunahing gumagamit ng isang beses na teknolohiya sa paggawa ng sugat, mataas na antas ng automation, mataas na kahusayan sa produksyon, hanay ng diameter ng coil, magandang kalidad ng coil, mahigpit na pagkakaayos, mga uri ng motor, mahusay na pagganap. Ang hollow cup motor ay maaaring nahahati sa tuwid na sugat, hugis ng saddle at hilig na sugat ayon sa paraan ng paikot-ikot. Noong 1958, binuo ni Dr.FF aulhaber (von Haber) ng Germany ang inclined winding coil winding technology, at nakuha ang patent na teknolohiya ng inclined winding ng rotor coil ng hollow cup motor noong 1965. Germany, Switzerland, Japan at iba pang hollow cup motor development mas maaga, sa proseso ng winding ay nakaipon ng mayamang karanasan. Kabilang sa tatlong nangungunang hollow cup motor sa mundo, ang Swiss Maxon ay kadalasang gumagamit ng tuwid na hugis ng sugat at hugis ng saddle, at ang German Faulhaber at Swiss Portescap ay kadalasang gumagamit ng inclined na hugis ng sugat. Ang proseso ng straight-wound winding ay mas kumplikado, at ito ay kadalasang ginagamit para sa mahabang paikot-ikot na mga istraktura, kadalasang gawa sa maraming paikot-ikot. Maaaring bawasan ng hugis ng saddle ang kapal ng coil, epektibong bawasan ang magnetic air gap sa high power density motor, taasan ang haba ng pagputol ng magnetic field, at mas mahusay na gamitin ang stator magnetism; Ang pahilig na paikot-ikot ay nabuo nang mas maaga, medyo simpleng paikot-ikot, masikip na mga kable, na angkop para sa malalaking produksyon ng batch.
Ang winding ay ang pangunahing teknikal na hadlang ng hollow cup motor. ① Link ng disenyo: tatlong pangunahing teknolohiya sa ibang bansa ay nagmula noong 1960s, ang domestic hollow cup motor ay nagsimula nang huli, hindi gaanong pananaliksik, kakulangan ng kumbinasyon ng materyal na grado ng subdivision, uri ng rotor cup para ma-optimize ang motor, kawalan ng sistematikong disenyo ng forward, kawalan ng customized na mga kinakailangan ng system drive scheme configuration at mga kakayahan sa disenyo ng produkto; ② Processing link: Kung ikukumpara sa tradisyunal na brushless motor, brush motor, servo motor, ang istraktura ng hollow cup motor ay kabilang sa toothless groove structure, walang fixed groove, lahat ng enameled wire ay suspended winding, walang panloob na suporta, napakahirap sa proseso, at mababa ang maagang ani. Sa mga tuntunin ng katumpakan ng paikot-ikot, ang mga kinakailangan sa katumpakan ng mga hollow cup motor ay mas mataas kaysa sa mga tradisyonal na motor. Ang hollow cup motor mismo ay maliit sa laki, at ang tolerance para sa error ay mas mababa kaysa sa ordinaryong permanenteng magnet na motor at stepper motor, at ang katumpakan ng pagproseso ay direktang nakakaapekto sa katatagan ng magnetic field. Ang pagkakaiba ng kapal ng wire at paikot-ikot na mga liko ay gumagawa ng halaga ng paglaban ng paikot-ikot, kasalukuyang pagsisimula, pare-pareho ang bilis at iba pang mga parameter ng motor ay may malaking pagkakaiba. Dahil dito, kailangang pagbutihin ng mga domestic manufacturer ang precision, yield at automation sa production at processing links. Kung ikukumpara sa ibang bansa, ang China ay medyo mahina din sa mga tuntunin ng paikot-ikot na kagamitan. Ang mga kagamitan sa paikot-ikot ay maaaring nahahati sa awtomatiko at manu-manong hindi awtomatikong kagamitan. Kung ikukumpara sa ibang bansa, ang antas ng automation ng winding equipment sa China ay medyo mababa. Kabilang sa mga nangungunang tagagawa sa mundo ng winding equipment ang Meteor of Switzerland, Tanaka Seiki Co., Ltd. ng Japan, at Hitote Mechanical Engineering Co., LTD. Ang mga domestic enterprise ay nasa medyo bakanteng estado pa rin sa mga tuntunin ng kagamitan, at bumibili sila ng mas maraming Japanese winding equipment, na may mga presyo mula sa daan-daang libo hanggang milyon. Ang mga relatibong kinatawan ng kumpanya sa China ay kinabibilangan ng Zhongspecial Technology, Dongguan Taili Electronic Machinery Co., LTD., Qinlian Technology, Kunshan Cook at iba pa.
1.3 Downstream na mga aplikasyon: Ang mga katangian ng hollow cup motor ay tumutukoy sa downstream na senaryo ng aplikasyon
Ang hollow cup motor ay nabibilang sa micro motor, at ang upstream na hilaw na materyales ay katulad ng mga hilaw na materyales ng micro motor, kabilang ang tanso, bakal, magnetic steel, bearings, plastik, atbp. Ang hollow cup motor ay orihinal na ginamit sa aviation, aerospace, militar at iba pang cutting-edge na industriya, sa mga nakaraang taon, ang aplikasyon nito ay unti-unting lumawak sa mga industriyang sibilyan, tulad ng mga kagamitang pang-medikal, mga kagamitang pang-industriya, mga kagamitang pang-industriya.
Ang iba't ibang pagganap ng hollow cup motor ay tumutugma sa aplikasyon nito sa iba't ibang larangan: 1) ang mga katangian ng maliit na sukat, magaan ang timbang, at malaking power to volume ratio ay ginagawa itong angkop para sa mga lugar na may mataas na timbang na kinakailangan, tulad ng iba't ibang uri ng sasakyang panghimpapawid, atbp., na maaaring mabawasan ang bigat ng sasakyang panghimpapawid; Malawak din itong ginagamit sa iba't ibang produktong elektronikong consumer, tulad ng mga electric toothbrush at portable electric fan. 2) Ang mga katangian ng mabilis na pagsisimula at pagpepreno at napakabilis na pagtugon ay ginagawang angkop para sa mga lugar na kailangang makamit ang mabilis na awtomatikong kontrol, tulad ng pagsasaayos ng direksyon ng missile na may mataas na mga kinakailangan sa pagganap ng kontrol, mataas na rate ng optical drive follow-up, napakasensitibong kagamitan, mga robot na pang-industriya, atbp.
Ang humanoid robot ay nagbubukas ng bagong asul na karagatan ng mga hollow cup motor application. Ayon sa pinakabagong pag-unlad ng Optimus, isang humanoid robot na inilabas ng Tesla, ang bawat kamay ay may kasamang anim na drive at 11 degrees ng kalayaan, dalawang drive para sa hinlalaki at isang drive para sa bawat isa sa iba pang apat na daliri, at ang kamay ay maaaring magdala ng hanggang 20 pounds. Ang hand joint module ay pangunahing binubuo ng hollow cup motor, precision planetary reducer, ball screw at sensor. Ang hollow cup motor ay nagbibigay-daan sa daliri na magkaroon ng kakayahang gumalaw, ang precision planetary gearbox ay nagbibigay-daan sa manipulator na magposisyon nang mas tumpak at gumamit ng mas nababaluktot, ang encoder ay nagbibigay ng high-precision na feedback sa posisyon at mabilis na feedback ng kamay, at ang sensor ay nagbibigay-daan sa robot na magkaroon ng mala-tao na perceptual function at kakayahan sa reaksyon. Ayon kay Musk, ang bilang ng mga humanoid robot sa hinaharap ay lalampas sa bilang ng mga tao, at inaasahang aabot ito sa antas ng 100 bilyong yunit sa mahabang panahon. Ang hollow cup motor ay ang pangunahing teknikal na solusyon ng kamay ng robot na may mataas na katiyakan. Gumagamit ang mga humanoid robot ng 6 na guwang na tasa ng motor sa bawat kamay, kung isasaalang-alang ang pagtatapos ng sitwasyon, ang mga humanoid robot ay inaasahang maabot ang antas ng isang bilyong yunit, kung ang mass production ng mga humanoid robot na landing, ay hihilahin ang hollow cup motor na may kaugnayan sa paglago ng kita ng mga negosyo.
