מנוע כוס חלול (Micro Corelass Motor) הוא מנוע DC מיוחד. מָסוֹרתִי מנוע DC נמצא בשימוש נרחב בייצור תעשייתי, מכשירי משק בית, הובלה ושדות אחרים, המורכבים משני חלקי ליבה של הסטטור והרוטור, החלק הנייח של מנוע DC נקרא הסטטור, התפקיד הראשי של הסטטור הוא לייצר שדה מגנטי, המורכב מהמסגרת, מוט מגני עיקרי, מוט המתפוך, קצה קצה, נושאת מכשיר לרשש. חומרי מגנט סטטור נפוצים כוללים NDFEB, קובלט סמריום, קובלט ניקל אלומיניום ופריט. החלק שמסתובב במהלך הפעולה נקרא הרוטור, ותפקידו העיקרי הוא לייצר מומנט אלקטרומגנטי וכוח אלקטרומוטיבי המושרה, שהוא הרכזת של מנוע DC להמרת אנרגיה, כך שהוא נקרא בדרך כלל הזרוע, המורכב מפיר מסתובב, ליבת ארמטורה, פיתול חימוש, קומוטטור ומאוורר.
מנוע הגביע החלול פורץ דרך הצורה המבנית של המנוע DC המסורתי במבנה, בעזרת רוטור ללא ליבה, ופיתול הזרוע שלו הוא סליל כוס חלול, דומה בצורת כוס מים, כך שהוא נקרא 'מנוע כוס חלול '. מנוע גביע חלול שייך ל- DC, מגנט קבוע, מנוע מיקרו סרוו. מבנה הרוטור החדשני הזה הופך את מנוע הגביע החלול בעל המאפיינים המצוינים הבאים: ① מאפיינים לחיסכון באנרגיה: תכנון נטול ליבה מבטל לחלוטין את אובדן הכוח הנגרם כתוצאה מהיווצרות זרמי אדי בליבת הברזל, ויעילות המרת האנרגיה גבוהה מאוד, היעילות המרבית היא בדרך כלל יותר מ- 70%, וכמה מוצרים יכולים להגיע ליותר מ- 90%(מנועי ברזל הם בדרך כלל 70%); (2) מאפייני בקרה: התחלה מהירה ובלימה, תגובה מהירה, זמן מכני קבוע פחות מ- 28 אלפיות השנייה, מוצרים מסוימים יכולים להגיע פחות מ -10 אלפיות השנייה (מנועי ליבה הם בדרך כלל יותר מ 100 אלפיות השנייה); ניתן לכוונן בקלות את המהירות ברגישות תחת מצב ההפעלה המהיר הגבוה באזור ההפעלה המומלץ; (3) מאפייני גרירה: יציבות הפעולה אמינה מאוד, תנודת המהירות קטנה מאוד, כמנוע מיקרו, ניתן לשלוט בקלות על תנודות המהירות שלו תוך 2%; ④ מאפייני משקל קל: בהשוואה לאותו מנוע ליבת הכוח, משקלו ונפחיו מופחתים ב- 1/3-1/2, וצפיפות האנרגיה משופרת מאוד. מחוון הליבה של מנוע הגביע החלול הוא צפיפות ההספק, כלומר היחס בין כוח הפלט למשקל או לנפח. הרוטור ללא ליבת ברזל מבטל את זרם האדיון ואת אובדן ההיסטריזה בקצה המולקולרי ומשפר את יעילות המרת האנרגיה. משקל ונפח מופחת בסוף המכנה.
המברשת היא מרכיב חשוב ב- מנוע מוברש , האחראי על ביצוע הזרם בין החלקים המסתובבים לחלקים הנייחים. מכיוון שהוא עשוי יותר גרפיט, זה נקרא גם מברשת פחמן. במנוע DC הרגיל, על מנת לשמור על סיבוב הרוטור, יש לשנות את כיוון זרם הרוטור בזמן אמת, כך שיש להשתמש במברשת הקומוטטור ומברשת הפחמן. המנוע ללא מברשת מבטל את מצב ההסכמה המכנית של מברשת, כך שצריך לאתר את מיקום הרוטור כדי להשלים את המסיבות האלקטרוניות. ישנן שתי דרכים נפוצות להשיג מידע על מיקום הרוטור: (1) מצב בקרה נטול חיישנים, כאשר המנוע פועל, מיקום הרוטור נקבע על ידי המשתנה הניתן למדידה המוזן על ידי המנוע; מצב בקרת חיישן המיקום, מיקום הרוטור המנוע מתגלה ישירות על ידי חיישן המיקום בתוך המנוע. חיישני מיקום נפוצים הם חיישני אולם, מקודדים פוטו -אלקטרוניים, שנאים סיבוביים וכן הלאה. דיוק גילוי חיישני הול אינו גבוה, אך המחיר נמוך; המקודד הפוטו-אלקטרוני וגילוי מיקום שנאי סיבוב הוא מדויק והשגיאה קטנה, והם משמשים בדרך כלל למערכות בקרה בעלות ביצועים גבוהים, כמו בקרת כיוון שדה מגנטי ובקרת מומנט ישירה.
ניתן לחלק את מנוע הגביע החלול על פי מבנהו למברשת ולשני סוגים ללא מברשות. ① מנוע כוס חלול מוברש (הידוע גם בשם DC מנוע ללא תורן מוברש, רוטור ללא ליבת ברזל): שימוש במברשת מכנית מכנית, בדרך כלל על ידי הקליפה, סטטור פנימי חומר מגנטי רך, סטטור מגנט קבוע, הרכב ארמורת רוטור כוס חלול. כאשר מנוע מברשת הגביע החלול מופעל, המתפתל יש זרם דרך, ומייצר מומנט, הרוטור מתחיל להסתובב, אם הרוטור יפנה לזווית ספציפית, המברשת משתמשת בקומוטטור המכני כדי לשנות את כיוון הזרם, כך שכיוון מומנט הפלט אינו משתנה, הרוטור ממשיך להסתובב. מכיוון שמנוע מברשת הגביע החלול משתמש במגוון המברשות, יש חיכוך יחסי מסוים במהלך פעולת המנוע, שיניב רעש, ניצוץ חשמלי ויפחית את חיי השירות של המנוע. בדרך כלל מקומי 'מנוע כוס חלול ' מתייחס בדרך כלל למנוע המברשת; ② מנוע כוס חלול ללא מברשות (המכונה גם מנוע DC ללא מברשות ללא מברשות, סטטור ללא ליבת ברזל): השימוש במסיבות אלקטרוניות, בדרך כלל על ידי הקליפה, חומרים מגנטיים רכים, חומרי בידוד ושבון כוס חלול המורכבים מהסטטור ורוטור פלדה מגנטית קבועה. המנוע ללא מברשות של גביע החלול מחבר בין פיתולים שונים למעגל על ידי שליטה על הכוונה של רכיבים אלקטרוניים כדי להשיג את ההשפעה של היפוך. מצב נסיעה זה הופך את המנוע ללא מברשות על גביע החלול למאפיינים של יעילות גבוהה, תנודות מומנט קטנות, חיי שירות גבוהים, מבנה קומפקטי, תחזוקה קלה וכן הלאה.
1.2. מחסום ליבה: תהליך מתפתל
זרימת התהליך של מנוע גביע חלול היא מורכבת, וקושי העיבוד הוא הרבה יותר מזה של המנוע הרגיל DC רגיל. נטילת המנוע ללא חריצים של DC של טכנולוגיית דינגז'י (כלומר, מוצרי מנוע הגביע החלול שלו) כדוגמה, מהסליל הקדמי סליל, מיסב אמצע, מנדל, טבעת תמיכה ומתקנת חלקי ליבה אחרים, ועד קו ההתקנה של הכיסוי האחורי וקו ריתוך לוח מעגלים וכו ', הכוללים כמעט 30 תהליכים, המורכבות היא הרבה יותר ממנועי DC DC. ייצור הסליל צריך לעבור בתהליך של חוט אמייל - מפותל - עיצוב חימום - הפשטת חוט, חיבור התקנת הסליל הנפוצה - הסליל וכן הלאה.
ביניהם ייצור סליל הוא אחד מתהליכי הליבה של מנוע הגביע החלול. פיתולים תומכים עצמיים ללא תואר עשויים מחוט אמייל כביכול, שהוא חוט נחושת מבודד עם מעיל צבע מבחוץ. בתהליך הייצור, צבע החוטים הסמוכים מתמזג יחד על ידי יישום לחץ וטמפרטורה. מליטה נכונה (קלטת או פיברגלס) יכולה לשפר עוד יותר את חוזק ויציבות הצורה של המתפתל, וזה חשוב במיוחד תחת עומסי זרם גבוהים.
טכנולוגיית הייצור של סליל המנוע של גביע חלול מחולקת בעיקר לשלוש קטגוריות בהתאם לשיטת היוצרים של סליל: 1) סלילה ידנית. באמצעות סדרה של תהליכים מורכבים, כולל החדרת סיכות, סלילה ידנית, חיווט ידני ושלבים אחרים לייצור. 2) טכנולוגיית ייצור מפותלת. טכנולוגיית הייצור המתפתלת היא ייצור חצי אוטומטי, החוט האמייל נפצע תחילה ברצף לפיר הראשי עם חתך רוחב בצורת יהלום, והוא מוסר לאחר שהגיע לאורך הנדרש ואז שטוח לצלחת תיל, ולבסוף לוחית החוט נפצעת לסליל בצורת כוס. כדוגמה, נטילת כוס חלולה מפותלת, ניתן לחלק את תהליך הייצור בערך לשלבים הבאים: (1) סליל סליל בילט משושה: הוא מתבצע על מכונת הפיתול הקבוצתית הנוטה; ② הסליל הריק התיל מודבק בשני חתיכות של קלטת רגישות בלחץ בצורת, תוך שיטוט לשטח; ③ שיטוט: לוחית הצורה מוכנסת לסליל הריק התיל, והסליל משוטח ואז נשלח למכונת השיטוח כדי לשטח ולהפוך לחוט שטוח ריק. צורה עם מגרד במבוק. חתוך את קלטת העודף, והשאיר רק תקלה אחת, יש להשאיר את התקלה בצד המורם מעט של הגדיל השטוח, כך שהגלגל יוכל ליצור שורה; ④ סליל: ריק החוט השטוח מוזן לסליל של מכונת סליל הספל החלול, כך שהריק החוט מחובר לקצה, והקלטת מודבקת על פני הראש הריק הריק כדי להפוך לסליל הספל החלול; ⑤ ציפוי עיצוב אפוקסי: לאחר ציפוי דבק אפוקסי, הכניס אותו לתנור לריפוי ועיצוב. 3) טכנולוגיית ייצור דפוס אחת. המכונה המתפתלת מתפתלת חוט אמייל לציר על פי החוק באמצעות ציוד האוטומציה, ומורידה את הסליל לאחר שהתפתל לכוס, נוצרת בכל פעם ואיננה דורשת תהליכים מרובים כמו גלגול ושטחה, עם דרגה גבוהה של אוטומציה.
תהליך סלילה בחו'ל התפתח מוקדם, מידת האוטומציה גבוהה יותר מבית. המקומי מאמצים בעיקר את הייצור המתפתל, התהליך מסובך יותר, עוצמת העבודה של העובדים גדולה, אינה יכולה להשלים את הסליל בקוטר תיל עבה יותר וקצב הגרוטאות גבוה. מדינות זרות משתמשות בעיקר בטכנולוגיית ייצור פצעים חד פעמית, דרגה גבוהה של אוטומציה, יעילות ייצור גבוהה, טווח בקוטר סליל, איכות סליל טובה, סידור הדוק, סוגים מוטוריים, ביצועים טובים. ניתן לחלק את מנוע הגביע החלול לפצע ישר, צורת אוכף ופצע נוטה לפי השיטה המתפתלת. בשנת 1958 פיתח ד'רף אולאהבר (פון הבר) מגרמניה את הטכנולוגיה המתפתלת הסלילה המתפתלת, וקיבל את טכנולוגיית הפטנטים של המתפתל הנוטה של סליל הרוטור של מנוע הגביע החלול בשנת 1965. גרמניה, שוויץ, יפן ופיתוח מנועי גביע חלול אחר, בתהליך המתפתל צבר חוויה עשירה. מבין שלושת המנועים המובילים בגביע החלול בעולם, מקסון השוויצרי משתמש לרוב בצורת פצע ישר וצורת אוכף, ופולאבר גרמני ופורטסקאפ השוויצרי משתמשים בעיקר בצורת פצע נוטה. התהליך של פיתול פסולת ישר מסובך יותר, והוא משמש לרוב למבנים מתפתלים ארוכים, העשויים לרוב מתפתלים מרובים. צורת אוכף יכולה להפחית את עובי הסליל, להפחית את פער האוויר המגנטי ביעילות על מנוע צפיפות הספק גבוה, להגביר את אורך החיתוך השדה המגנטי ולנצל טוב יותר את המגנטיות של סטטור; פיתול אלכסוני התפתח מוקדם יותר, מתפתל פשוט יחסית, חיווט הדוק, המתאים לייצור אצווה גדול.
מתפתל הוא המחסום הטכני העיקרי של מנוע הגביע החלול. ① קישור לעיצוב: מעבר לים שלוש טכנולוגיה עיקרית שמקורה בשנות השישים, מנוע הגביע החלול המקומי החל מאוחר, פחות מחקר, היעדר שילוב של חומר חלוקת משנה, סוג גביע הרוטור כדי לייעל את המנוע, חוסר תכנון קדימה שיטתי, היעדר דרישות מותאמות אישית של תצורת תכנית כונן מערכת ויכולות תכנון מוצרים; ② קישור לעיבוד: בהשוואה למנוע המסורתי ללא מברשות, מנוע מברשת, מנוע סרוו, מבנה מנוע הגביע החלול שייך למבנה החריץ חסר השיניים, אין חריץ קבוע, כל החוט האמייל מושעה מתפתל, אין תמיכה פנימית, הוא קשה מאוד בתהליך, והתשואה המוקדמת נמוכה. מבחינת הדיוק המתפתל, דרישות הדיוק של מנועי גביע חלול גבוהות יותר מאלה של מנועים מסורתיים. מנוע הגביע החלול עצמו הוא קטן בגודלו, והסובלנות לטעות נמוכה מזו של מנועי מגנט קבועים רגילים ומנועי צעד, ודיוק העיבוד משפיע ישירות על יציבות השדה המגנטי. ההבדל בעובי החוט וסיבובים מתפתלים הופך את ערך ההתנגדות המתפתל, זרם ההתחלה, קבוע מהירות ופרמטרים מוטוריים אחרים יש הבדלים גדולים. בגלל זה, יצרנים מקומיים צריכים לשפר את הדיוק, התשואה והאוטומציה בקישורי הייצור והעיבוד. בהשוואה לחו'ל, סין גם חלשה יחסית מבחינת ציוד מפותל. ניתן לחלק ציוד מתפתל לציוד אוטומטי וידני שאינו אוטומטי. בהשוואה לחו'ל, מידת האוטומציה של ציוד מתפתל בסין נמוכה יחסית. היצרנים המובילים בעולם של ציוד מתפתל כוללים את מטאור שוויץ, Tanaka Seiki Co., בע'מ מיפן, ו- Hitote Engineering Co., Ltd. מפעלים מקומיים עדיין במצב פנוי יחסית מבחינת ציוד, והם רוכשים יותר ציוד מתפתל יפני, כאשר מחירים נעים בין מאות אלפים למיליונים. החברות המייצגות יחסית בסין כוללות טכנולוגיה Zhongspecial, Dongguan Tamei Electronic Machinery Co., Ltd., Technology Qinlian, Kunshan Cook וכן הלאה.
1.3 יישומים במורד הזרם: המאפיינים של מנוע הגביע החלול קובע את תרחיש היישום במורד הזרם
מנוע הגביע החלול שייך למנוע המיקרו, וחומרי הגלם במעלה הזרם דומים לחומרי הגלם של מנוע המיקרו, כולל נחושת, פלדה, פלדה מגנטית, מיסבים, פלסטיק וכו '. במקור שימש במקור בתעופה, תעשייה תעשייתית, חניכיים אחרים, מכשירים חדישים, בשנים האחרונות, בהדרגה, בתעשייה אזרחית, מכשירים רפואיים.
הביצועים השונים של מנוע הגביע החלול תואמים את היישום שלו בשדות שונים: 1) המאפיינים של גודל קטן, משקל קל ויחס כוח לנפח גדול הופכים אותו מתאים לאזורים עם דרישות משקל גבוהות, כמו סוגים שונים של מטוסים וכו ', שיכולים למזער את משקל המטוס; הוא נמצא בשימוש נרחב גם במוצרים אלקטרוניים צרכניים שונים, כמו מברשות שיניים חשמליות ומאווררים חשמליים ניידים. 2) המאפיינים של התחלה ובלימה מהירה ותגובה מהירה במיוחד הופכים אותו מתאים לאזורים שצריכים להשיג שליטה אוטומטית מהירה, כגון התאמת כיוון טילים עם דרישות ביצועי שליטה גבוהות, מעקב אחר כונן אופטי בדרגה גבוהה, ציוד רגיש מאוד, רובוטים תעשייתיים וכו '. 3) מאפיינים של יעילות המרה באנרגיה גבוהה וזמן ריצה ארוכה הופכים אותו למתאים לכל סוגים של תחומים של תכונות המבקשות, כגדולים של סוללה, כגדולים, כגדולים, כגדולים, כגדולים.
רובוט הומנואידי פותח אוקיינוס כחול חדש של יישומים מנועי גביע חלולים. על פי ההתפתחות האחרונה של אופטימוס, רובוט הומנואידי ששוחרר על ידי טסלה, כל יד כוללת שישה כוננים ו -11 דרגות חופש, שני כוננים לאגודל וכונן אחד לכל אחת מארבע האצבעות האחרות, והיד יכולה לשאת עד 20 פאונד. מודול מפרק היד מורכב בעיקר ממנוע כוס חלול, מפחית פלנטה מדויקת, בורג כדור וחיישן. מנוע הגביע החלול מאפשר לאצבע את היכולת לנוע, תיבת ההילוכים הפלנטרית המדויקת מאפשרת למניפולטור למקם בצורה מדויקת יותר ולהשתמש בגמישה יותר, המקודד מספק משוב מיקום דיוק גבוה ומשוב מהירות של היד, והחיישן מאפשר לרובוט להיות פונקציה תפיסת אנושית ויכולת תגובה. לדברי מאסק, מספר הרובוטים ההומנואידים בעתיד יעלה על מספר בני האדם, והוא צפוי להגיע לרמה של 100 מיליארד יחידות בטווח הארוך. מנוע הגביע החלול הוא הפיתרון הטכני המיינסטרימי של יד רובוט בוודאות גבוהה. רובוטים הומנואידים משתמשים ב 6 מנועי גביע חלולים לכל יד, בהתחשב במצב הסופי, רובוטים הומנואידים צפויים להגיע לרמה של מיליארד יחידות, אם הייצור ההמוני של הנחתת רובוטים הומנואידים, ימשוך את צמיחת ההכנסות של מפעלים הקשורים למנוע.
