Les moteurs de couple sans cadre servent de principale source d'alimentation pour l'équipement de précision moderne, leurs performances déterminant directement la précision et la fiabilité des dispositifs haut de gamme. Contrairement aux moteurs encadrés, ils n'ont pas de structure de logement et de roulement, permettant aux fabricants d'équipements d'intégrer le moteur directement dans leurs systèmes mécaniques, d'économiser ainsi de l'espace, de réduire le poids et d'améliorer les performances globales du système.
La production de moteurs de couple sans cadre est un art qui combine la science des matériaux, les machines de précision et l'électromagnétique. Parmi les processus, l'enroulement, l'insertion et l'assemblage rond segmenté sont le cœur du noyau.
01 Fondamentaux des moteurs de couple sans cadre
La plus grande différence entre les moteurs de couple sans cadre et les moteurs traditionnels est qu'ils n'ont pas de boîtier, de roulements ou de mécanisme de sortie , consistant uniquement en deux composants: le stator et le rotor.
Cette conception permet une intégration directe dans le système mécanique du client, ce qui le rend particulièrement adapté aux applications avec des exigences extrêmement élevées pour l'espace, le poids et la précision, tels que les robots industriels, l'aérospatiale et les équipements médicaux de précision.
Le stator, en tant que partie statique du moteur, contient les enroulements et le noyau de fer, responsable de la génération du champ électromagnétique; Le rotor est la partie rotative, généralement équipée d'aimants permanents. La précision de l'espace d'air entre elles doit généralement être contrôlée au niveau du micromètre , ce qui détermine directement les performances et l'efficacité du moteur.
02 Processus d'enroulement: la naissance des bobines de précision
L'enroulement est le premier processus clé de la production de moteur de couple sans cadre, visant à enrouler le fil de cuivre dans la forme de bobine spécifiée en fonction des exigences de conception.
Sélection et préparation des matériaux
L'enroulement utilise généralement un fil émaillé de cuivre sans oxygène de haute pureté (pureté ≥ 99,95%), dont l'isolation de surface peut être faite de matériaux comme le polyimide. Pour les applications de haute puissance, le fil de cuivre rectangulaire peut être choisi pour améliorer le facteur de remplissage des fentes et les performances de dissipation de chaleur.
Processus et contrôle de l'enroulement
Le processus d'enroulement doit être effectué sur une machine à enrouler dédiée , équipée de systèmes et de compteurs précis de la tension. Pendant le fonctionnement, l'extrémité de départ du fil est d'abord laissée avec une longueur appropriée et sécurisée. La machine à enrouler est ensuite démarrée, provoquant la disposition soigneusement et étroitement du fil de gauche à droite dans la fente sans traverser.
Le contrôle de précision est crucial: le nombre de virages de bobine doit répondre aux exigences de conception avec une tolérance minimale; La disposition du fil doit être serrée et plate, évitant les croix ou les chevauchements; La tension doit être uniforme pour éviter d'endommager l'isolation.
Traiter les défis et les innovations
L'enroulement est particulièrement difficile pour les petits stators des moteurs de couple sans cadre. Ces dernières années, des appareils d'insertion universels ont émergé. Grâce à des conceptions de plaques de chicane et de serrage réglables, ils peuvent s'adapter aux besoins d'insertion de différents modèles moteurs, améliorant considérablement l'efficacité de la production et l'utilisation des moisissures.
03 Processus d'insertion: l'art de placer des bobines dans le noyau de fer
L'insertion est le processus d'incorporation des bobines de plaie dans les fentes du noyau de fer du stator. Il s'agit d'une tâche extrêmement délicate nécessitant une superbe compétence et une vaste expérience.
Préparation avant insertion
Divers outils doivent être préparés avant l'insertion: plaques de pressage, doublures à fente, ciseaux incurvés, aiguilles d'insertion, maillets, bandes de bambou, etc. simultanément, l'isolation de la fente doit être placée en pliant du papier d'isolation en une forme 'u ' et en l'insertant dans l'emplacement pour fournir une protection contre l'isolation pour les bobines.
Techniques et compétences d'insertion
Les opérations d'insertion nécessitent une série de techniques précises:
1. Pince à plat : utilisez les deux mains pour pincer et comprimer les parties d'angle droit de la bobine, en réduisant sa largeur afin qu'il puisse entrer dans l'alésage du stator sans toucher le noyau de fer.
2. Twisting : Twist des deux côtés de la bobine dans le même sens, ce qui fait que les fils se tournent d'un côté.
3. Peignez : pincez le bord droit inférieur près du coin à plat et faites-le glisser vers le bas pour le peigner, ce qui en fait une forme de ligne plate.
Pendant l'insertion, l'extrémité arrière du bord effectif pincé doit être inclinée vers l'ouverture de la fente sur la face du noyau de fer. Atteignez de l'autre extrémité du stator pour recevoir la bobine et utilisez les deux mains en coopération pour appuyer le bord effectif dans l'ouverture de la fente.
Contrôle de la qualité et traitement de l'isolation
Une fois les fils insérés, une doublure à fente est utilisée pour peigner les fils directement dans une direction dans la fente. Ensuite, une plaque de pressage est utilisée pour aplatir les fils dans la fente, et les bandes de fermeture et les quartiers de la fente sont insérés.
Pour les petits stators des moteurs de couple sans cadre , il est difficile de contrôler la stabilité pendant l'insertion. Les nouveaux appareils d'insertion universels utilisent une conception réglable avec des chicanes coulissantes et des plaques de pince spéciales, sécurisant efficacement des statistiques de différentes tailles et garantissant la stabilité pendant le processus d'insertion.
04 Processus d'assemblage rond segmenté: la clé pour assurer la précision
Les statistiques segmentées sont une structure commune dans les moteurs de couple sans cadre, où tout le stator est divisé en plusieurs segments, enroulés séparément, puis assemblés en cercle complet. Cette conception peut améliorer le facteur de remplissage de l'emplacement, raccourcir les virages de la bobine et profiter considérablement aux performances électromagnétiques du moteur.
Défis dans l'assemblage rond
Le plus grand défi lors de l'assemblage de statistiques segmentées en un cercle complet est d'assurer la tolérance de la rondeur du diamètre intérieur du stator . Si la force sur les segments est inégale, elle peut entraîner une grande tolérance à la rondeur dans le cercle intérieur du stator, provoquant par la suite un espace d'air moteur inégal, augmentant le couple de colmat et l'onlon de couple, et même générant des problèmes comme une traction magnétique unilatérale.
Méthodes d'assemblage rondes innovantes
Pour résoudre ce problème, les processus d'assemblage ronds avancés utilisent diverses méthodes innovantes:
Répartition thermique avec méthode du luminaire : La surface de l'arc intérieur de chaque segment de noyau de fer du stator est étroitement ajustée à la surface cylindrique externe du luminaire d'assemblage. Après avoir été étroitement fixée avec un luminaire extérieur, le boîtier du moteur, chauffé à 220 ° C-240 ° C, est rétréci thermiquement sur la surface cylindrique externe du noyau de fer du stator segmenté. Après le refroidissement du boîtier, le luminaire est retiré. Cette méthode peut contrôler la tolérance à la rondeur du cercle intérieur du stator à 0,05 mm , une amélioration des grades de tolérance 3-4 par rapport aux méthodes traditionnelles.
Méthode d'assemblage ronde électromagnétique : Il s'agit d'une méthode plus récente où tous les noyaux de fer du stator segmentés avec des bobines de plaie sont placés verticalement dans la base d'un luminaire d'assemblage, avec des clés de positionnement insérées pour le positionnement radial. Une plaque de pression du stator est ensuite insérée entre la base et l'alésage intérieur des noyaux de fer du stator et fixé avec des boulons.
Par la suite, les enroulements de la bobine sur chaque noyau de fer du stator segmenté sont connectés à une alimentation CC, donnant à chaque magnétisme du segment du stator, ce qui les fait aspirer bien avec la plaque de pression du stator magnétique. Soudage ou rétrécissement thermique du boîtier suit puis suit. Cette méthode assure la précision de l'assemblage rond par la force magnétique, et l'ampleur de la force peut être contrôlée en ajustant le courant.
Équipement d'assemblage rond automatisé
Les mécanismes d'assemblage ronds automatisées peuvent compléter l'assemblage rond de plusieurs stators de bobine en utilisant un seul moteur rotatif pour conduire une platine. Le bord de la plaque tournante a des emplacements obliques qui se croisaient avec le rayon de la platine. Grâce à un curseur en U et en rouleau, le mouvement rotatif est converti en mouvement linéaire, poussant les segments du stator vers le centre pour se rassembler.
L'avantage de ce mécanisme est qu'une unité d'entraînement peut compléter le mouvement synchrone de plusieurs segments , réduisant considérablement les déchets de ressources et les coûts de production. En contrôlant l'amplitude de rotation de la platine, la taille de l'assemblage peut également être ajustée pour répondre aux besoins d'assemblage ronds de différentes spécifications de stator.
05 Inspection de la qualité: la poursuite de l'excellence
Dans le processus de production des moteurs de couple sans cadre, l'inspection de la qualité se déroule tout au long, garantissant que chaque étape répond aux exigences de conception.
Après enroulement, il est nécessaire de vérifier le nombre de tours de bobine et la résistance à DC pour s'assurer qu'ils se conforment à la conception. Pendant l'insertion, il est nécessaire de vérifier constamment si les fils dans les fentes sont soignés et parallèles, et si l'isolation a changé. Après assemblage rond, la tolérance à la rondeur du cercle intérieur du stator doit être inspectée pour s'assurer qu'elle se trouve dans la plage admissible.
Pour les pièces soudées, la qualité des joints de soudure doit être vérifiée pour assurer un bon contact et une résistance mécanique suffisante. Les performances de l'isolation doivent être vérifiées par le biais de tests de tension de support pour garantir aucun risque de court-circuit ou de fuite.
06 Tendances futures de développement
La technologie de production pour les moteurs de couple sans cadre est toujours en permanence et innove. Les tendances futures comprennent principalement:
Automatisation et intelligence : Avec le développement de la robotique industrielle et de la technologie de contrôle intelligente, le processus de production des moteurs de couple sans cadre s'oriente vers une automatisation et une intelligence complètes pour améliorer la précision et l'efficacité.
Application de nouveaux matériaux : L'utilisation de nouveaux matériaux isolants, des matériaux magnétiques et des matériaux conducteurs améliorera encore les performances et la fiabilité du moteur.
Innovation de processus : de nouveaux processus émergent constamment, tels que le soudage au laser, l'imprégnation de la pression sous vide (VPI), etc., améliorant en continu la qualité de qualité des moteurs.
Modularisation et normalisation : Grâce à la conception modulaire et standardisée, les coûts de production sont réduits, l'applicabilité du produit est améliorée, permettant aux moteurs de couple sans cadre d'être appliqués dans des champs plus larges.
Avec les processus de progression, les moteurs de couple sans cadre obtiendront une densité de puissance plus élevée, une taille plus petite et une plus grande précision. La précision de l'assemblage rond des statistiques segmentées atteindra le niveau du micromètre , et les processus d'enroulement et d'insertion seront entièrement achevés par l'équipement automatisé.
Le processus de production des moteurs de couple sans cadre est un microcosme de fabrication de précision, où chaque liaison incarne la sagesse et l'artisanat des ingénieurs.
