Le moteur à tasse creuse (moteur micro-noral) est un moteur à courant continu spécial. Traditionnel Le moteur à courant continu est largement utilisé dans la production industrielle, les appareils électroménagers, le transport et d'autres champs, composés de deux parties centrales du stator et du rotor, la partie stationnaire du moteur à courant continu est appelée stator, le rôle principal du stator est de générer un champ magnétique, composé du cadre, du pôle magnétique principal, du pôle inversant, du capuchon d'extrémité, du dispositif portant et de la brosse. Les matériaux d'aimant stator couramment utilisés comprennent le NDFEB, le cobalt samarium, le cobalt en nickel en aluminium et la ferrite. La partie qui tourne pendant le fonctionnement est appelée rotor, et son rôle principal est de produire un couple électromagnétique et une force électromotive induite, qui est le centre du moteur à courant continu pour la conversion d'énergie, il est donc généralement appelé l'armature, qui est composée d'arbre rotatif, de noyau d'armature, d'enroulement armature, de commutateur et de ventilateur.
Le moteur à tasse creuse traverse la forme structurelle du moteur CC traditionnel dans la structure, en utilisant un rotor sans noyau, et son enroulement en armature est une bobine de tasse creuse, de forme similaire à une tasse d'eau, de sorte qu'elle est appelée 'Motor de tasse creuse '. Le moteur à tasse creuse appartient à DC, aimant permanent, Micro Micro Motor. Cette nouvelle structure de rotor fait que le moteur de la tasse creuse a les excellentes caractéristiques suivantes: ① Caractéristiques d'économie d'énergie: La conception sans noyau élimine complètement la perte de puissance causée par la formation de courants de Foucault dans le noyau de fer, et l'efficacité de conversion d'énergie est très élevée, l'efficacité maximale est généralement plus de 70%), et certains produits peuvent atteindre plus de 90% (les moteurs à noyau de fer sont généralement 70%); (2) Caractéristiques de contrôle: Démarrage rapide et freinage, réponse rapide, temps mécanique Constante inférieure à 28 millisecondes, certains produits peuvent atteindre moins de 10 millisecondes (les moteurs de noyau sont généralement supérieurs à 100 millisecondes); La vitesse peut être facilement ajustée avec sensibilité dans l'état de course à grande vitesse dans la zone de fonctionnement recommandée; (3) Caractéristiques de traînée: la stabilité de l'opération est très fiable, la fluctuation de la vitesse est très petite, car un micro moteur, sa fluctuation de vitesse peut être facilement contrôlée à moins de 2%; ④ Caractéristiques légères: par rapport au même moteur de noyau de puissance, son poids et son volume sont réduits de 1 / 3-1 / 2, et la densité d'énergie est considérablement améliorée. L'indicateur central du moteur à tasse creuse est la densité de puissance, c'est-à-dire le rapport de la puissance de sortie au poids ou au volume. Le rotor sans noyau de fer élimine le courant de Foucault et la perte d'hystérésis à l'extrémité moléculaire et améliore l'efficacité de conversion d'énergie. Poids et volume réduits à l'extrémité du dénominateur.
La brosse est un composant important de la Moteur brossé , responsable de la réalisation du courant entre les pièces rotatives et les pièces stationnaires. Parce qu'il est plus en graphite, il est également appelé brosse en carbone. Dans le moteur à courant continu ordinaire, afin de maintenir le rotor tournant, la direction du courant du rotor doit être modifiée en temps réel, de sorte que le commutateur et la brosse en carbone doivent être utilisés. Le moteur sans balais annule le mode de commutation mécanique des brosses, de sorte que la position du rotor doit être détectée pour compléter la commutation électronique. Il existe deux façons courantes d'obtenir des informations sur la position du rotor: (1) Mode de contrôle sans capteur, lorsque le moteur est en cours d'exécution, la position du rotor est déterminée par la variable mesurable réprimée par le moteur; Le mode de commande du capteur de position, la position du rotor de moteur est directement détectée par le capteur de position à l'intérieur du moteur. Les capteurs de position couramment utilisés sont les capteurs de hall, les encodeurs photoélectriques, les transformateurs rotatifs, etc. La précision de détection du capteur de salle n'est pas élevée, mais le prix est bas; Le codeur photoélectrique et la détection de position du transformateur rotatif sont précis et l'erreur est petite, et elles sont généralement utilisées pour les systèmes de contrôle haute performance, tels que le contrôle d'orientation du champ magnétique et le contrôle direct du couple.
Le moteur à tasse creuse en fonction de sa structure peut être divisé en brosse et sans balais de deux types. ① Motor de tasse creuse brossé (également connu sous le nom de moteur sans norme brossé DC, rotor sans noyau de fer): l'utilisation de commutateur de brosse mécanique, généralement par la coque, stator intérieur du matériau magnétique doux, stator de l'aimant permanent, composition de rotor de rotor à tasse creuse. Lorsque le moteur de brosse creux est sous tension, l'enroulement a le courant à travers, générant un couple, le rotor commence à tourner, si le rotor se transforme en un angle spécifique, la brosse utilise le commutateur mécanique pour changer la direction du courant, afin que la direction de couple de sortie soit inchangée, le rotor continue pour tourner. Parce que le moteur de brosse à tasse creuse utilise la commutation des brosses, il y a un certain frottement relatif pendant le fonctionnement du moteur, qui produira du bruit, de l'étincelle électrique et réduira la durée de vie du moteur. Généralement domestique 'Motor Hollow Cup ' fait généralement référence au moteur de la brosse; ② Motor de tasse creuse sans balais (également connu sous le nom de moteur à fente sans balais DC, stator sans noyau de fer): l'utilisation de la commutation électronique, généralement par la coquille, des matériaux magnétiques mous, des matériaux isolants et une armature à tasse creuse composée du stator et du rotor en acier magnétique permanent. Le moteur sans brosse à tasse creuse relie différents enroulements au circuit en contrôlant la marche des composants électroniques pour obtenir l'effet du revers. Ce mode de commutation fait que le moteur sans pinceau creux a les caractéristiques d'une efficacité élevée, d'une petite fluctuation de couple, d'une durée de vie élevée, d'une structure compacte, d'un entretien facile, etc.
1.2. Barrière de base: processus d'enroulement
Le flux de procédé de moteur à tasse creuse est complexe et la difficulté de traitement est bien plus que celle du moteur à fentes à courant continu ordinaire. En prenant le moteur à fente DC de la technologie Dingzhi (c'est-à-dire ses produits de moteur à tasse creuse) à titre d'exemple, de l'enroulement de la bobine avant, du roulement moyen, du mandrin, de l'anneau de support et d'autres pièces de base de l'installation de pièces de base, à l'installation de la couverture arrière et à la ligne de soudage de la carte de circuit, etc., impliquant près de 30 processus, la complexité est bien plus que des moteurs à carreaux DC ordinaires. La production de bobines doit passer par le processus de fil émaillé - Enroulement - Façon de chauffage - Déboupage du fil, connexion de l'installation du fil de bobine commun, etc.
Parmi eux, la fabrication de bobines est l'un des processus principaux du moteur à tasse creuse. Les enroulements autoproclamés sans notation sont faits de soi-disant fil émaillé, qui est un fil de cuivre isolé avec une couche de peinture à l'extérieur. Dans le processus de fabrication, la peinture des fils adjacentes est fusionnée ensemble en appliquant la pression et la température. Une liaison appropriée (ruban adhésif ou fibre de verre) peut encore améliorer la résistance et la stabilité de la forme de l'enroulement, ce qui est particulièrement important dans les charges de courant élevées.
La technologie de production de la bobine de moteur à tasse creuse est principalement divisée en trois catégories selon la méthode de formation de la bobine: 1) l'enroulement manuel. Grâce à une série de processus complexes, notamment l'insertion des broches, l'enroulement manuel, le câblage manuel et d'autres étapes à produire. 2) Enrouler la technologie de production. La technologie de production d'enroulement est une production semi-automatique, le fil émaillé est d'abord enroulé séquentiellement à l'arbre principal avec une section transversale en forme de diamant, et elle est retirée après avoir atteint la longueur requise, puis aplatie dans une plaque métallique, et enfin la plaque métallique est enroulée dans une bobine en forme de coupe. Prenant une tasse creux sinueuse à titre d'exemple, le processus de fabrication peut être à peu près divisé en les étapes suivantes: (1) Enroulement de la bobine de billette de fil hexagonal: il est effectué sur la machine à enrouler du groupe d'enroulement incliné; ② La bobine de vide filaire est collée avec deux morceaux de ruban à pression de pression en forme, démoullant pour être aplati; ③ ALAPPORT: La plaque de forme est insérée dans la bobine de vide métallique, et la bobine est aplatie, puis envoyée à la machine d'aplatissement pour aplatir et devenir un blanc plat. Forme avec un grattoir en bambou. Couper l'excès de ruban, ne laissant qu'un seul accroc, l'attelage doit être laissé du côté légèrement surélevé du brin plat, afin que la bobine puisse se former une ligne; ④ Bobine: Le blanc plat est introduit dans la bobine de la machine à bobine à tasse creuse, de sorte que le blanc filaire est connecté à l'extrémité, et le ruban est collé à la surface de la tête de blanc pour devenir la bobine de tasse creuse; ⑤ Couvrage époxy Forme: Après en revêtement l'adhésif époxy, mettez-le dans le four pour le durcissement et la mise en forme. 3) Une technologie de production de moulage. La machine à enrouler serpente un fil émaillé à une broche selon la loi via l'équipement d'automatisation, et enlève la bobine après avoir enlevé une tasse, se formant à la fois, et ne nécessite pas plusieurs processus tels que le roulement et l'aplatissement, avec un degré élevé d'automatisation.
Le processus d'enroulement à l'étranger s'est développé tôt, le degré d'automatisation est plus élevé que le domaine domestique. Le domestique adopte principalement la production d'enroulement, le processus est plus compliqué, l'intensité de main-d'œuvre des travailleurs est importante, ne peut pas compléter la bobine avec un diamètre de fil plus épais et le taux de ferraille est élevé. Les pays étrangers utilisent principalement une technologie de production ponctuelle, un degré élevé d'automatisation, une efficacité de production élevée, une plage de diamètre de bobine, une bonne qualité de bobine, une arrangement serré, des types de moteurs, de bonnes performances. Le moteur à tasse creuse peut être divisé en blessure droite, forme de selle et plaie inclinée selon la méthode d'enroulement. En 1958, le Drff Aulhaber (von Haber) d'Allemagne a développé la technologie d'enroulement de la bobine d'enroulement inclinée et a obtenu la technologie des brevets de l'enroulement incliné de la bobine de rotor du moteur de la coupe creux en 1965. L'Allemagne, la Suisse, le Japon et d'autres développement moteur de la coupe creux plus tôt, dans le processus d'enroulement, a accumulé une riche expérience. Parmi les trois principaux moteurs à coupe creux du monde, Maxon suisse utilise principalement la forme droite de la plaie et la forme de selle, et le Faulhaber allemand et le Porttescap suisse utilisent principalement la forme de la plaie inclinée. Le processus d'enroulement enroulé droit est plus compliqué, et il est principalement utilisé pour les structures de bobinage longues, souvent en enroulement multiples. La forme de la selle peut réduire l'épaisseur de la bobine, réduire efficacement l'espace d'air magnétique sur le moteur de densité haute puissance, augmenter la longueur de la coupe du champ magnétique et utiliser mieux le magnétisme du stator; Un enroulement oblique s'est développé plus tôt, un enroulement relativement simple, un câblage serré, adapté à une grande production de lots.
L'enroulement est la barrière technique centrale du moteur à tasse creuse. ① Lien de conception: la technologie principale à l'étranger est originaire des années 1960, le moteur domestique de la coupe creux a commencé tardivement, moins de recherches, manque de combinaison de grade de subdivision de matériau, type de tasse de rotor pour optimiser le moteur, le manque de conception à terme systématique, le manque d'exigences personnalisées de la configuration du schéma de conduite système et des capacités de conception des produits; ② Lien de traitement: Par rapport au moteur traditionnel sans balais, à la brosse, à un servomoteur, la structure du moteur à tasse creuse appartient à la structure de rainure édentée, il n'y a pas de rainure fixe, tout le fil émail est en suspension, il n'y a pas de support interne, il est très difficile dans le processus, et le rendement précoce est faible. En termes de précision de l'enroulement, les exigences de précision des moteurs à tasse creuse sont plus élevées que celles des moteurs traditionnels. Le moteur à tasse creuse lui-même est de petite taille, et la tolérance à l'erreur est inférieure à celle des moteurs d'aimant permanent ordinaires et des moteurs pas à pas, et la précision de traitement affecte directement la stabilité du champ magnétique. La différence d'épaisseur de fil et de tours d'enroulement rend la valeur de résistance à l'enroulement, le courant de démarrage, la constante de vitesse et les autres paramètres du moteur ont de grandes différences. Pour cette raison, les fabricants nationaux doivent améliorer la précision, le rendement et l'automatisation des liens de production et de traitement. Par rapport à l'étranger, la Chine est également relativement faible en termes d'équipement d'enroulement. L'équipement d'enroulement peut être divisé en équipement automatique et manuel non automatique. Par rapport à l'étranger, le degré d'automatisation de l'équipement d'enroulement en Chine est relativement faible. Les principaux fabricants mondiaux d'équipement sinueux comprennent Meteor of Suisse, Tanaka Seiki Co., Ltd. du Japon et Hitote Mechanical Engineering Co., Ltd. Les entreprises nationales sont toujours dans un état relativement vacant en termes d'équipement, et ils achètent plus d'équipements d'enroulement japonais, avec des prix allant de centaines de milliers à des millions. Les entreprises relativement représentatives en Chine comprennent Zhongspecial Technology, Dongguan Taili Electronic Machinery Co., Ltd., Qinlian Technology, Kunshan Cook, etc.
1.3 Applications en aval: Les caractéristiques du moteur de coupe creux déterminent le scénario d'application en aval
The hollow cup motor belongs to the micro motor, and the upstream raw materials are similar to the raw materials of the micro motor, including copper, steel, magnetic steel, bearings, plastics, etc. Hollow cup motor was originally used in aviation, aerospace, military and other cutting-edge industries, in recent years, its application gradually expanded to civilian industries, such as medical devices, consumer electronics, power tools, industrial automation and other scenarios.
Les différentes performances du moteur à tasse creuse correspondent à son application dans différents champs: 1) les caractéristiques de petite taille, léger et grand rapport puissance / volume le rendent adapté aux zones à forte exigence de poids, telles que divers types d'avions, etc., qui peuvent minimiser le poids de l'avion; Il est également largement utilisé dans divers produits électroniques grand public, tels que les brosses à dents électriques et les ventilateurs électriques portables. 2) Les caractéristiques du démarrage et du freinage rapides et de la réponse extrêmement rapide le rendent adapté aux zones qui doivent obtenir un contrôle automatique rapide, tel que l'ajustement de la direction des missiles avec des exigences de performances élevées, des caractéristiques de la conduite optique à haut débit, des équipements très sensibles, des robots industriels, etc. 3) Les caractéristiques de l'économie d'énergie à haute énergie et de la durée de longue durée, sont adaptées à tous les types d'économies d'énergie et d'économie d'énergie, tels que des instruments d'instruments portables et des équipements portables.
Le robot humanoïde ouvre un nouvel océan bleu d'applications moteurs à tasse creuse. Selon le dernier développement d'Optimus, un robot humanoïde publié par Tesla, chaque main comprend six disques et 11 degrés de liberté, deux disques pour le pouce et une conduite pour chacun des quatre autres doigts, et la main peut porter jusqu'à 20 livres. Le module de joint de main est principalement composé de moteur à tasse creuse, de réducteur planétaire de précision, de vis à billes et de capteur. Le moteur à tasse creuse permet au doigt d'avoir la capacité de se déplacer, la boîte de vitesses planétaires de précision permet au manipulateur de positionner plus précisément et d'utiliser plus flexible, le codeur fournit un rétroaction de position de haute précision et une rétroaction de vitesse de la main, et le capteur permet au robot d'avoir une fonction de perception et une capacité de réaction perceptuelle de type humain. Selon Musk, le nombre de robots humanoïdes à l'avenir dépassera le nombre d'humains, et il devrait atteindre le niveau de 100 milliards d'unités à long terme. Le moteur à tasse creuse est la solution technique traditionnelle de la main du robot avec une certitude élevée. Les robots humanoïdes utilisent 6 moteurs à tasse creuse par main, compte tenu de la situation finale, les robots humanoïdes devraient atteindre le niveau d'un milliard d'unités, si la production de masse d'atterrissage des robots humanoïdes, tirera la croissance des revenus des entreprises liées à la tasse de coupe creux.
