Il motore a coppa vuota (motore Micro coreless) è un motore a CC speciale. Tradizionale Il motore DC è ampiamente utilizzato nella produzione industriale, negli elettrodomestici, al trasporto e in altri campi, composti da due parti centrali dello statore e del rotore, la parte stazionaria del motore CC è chiamata statore, il ruolo principale dello statore è generare un campo magnetico, composto dal telaio, dalla pole magnetica principale, dal polo di inversione, dal tappo e dal dispositivo di spazzole. I materiali a magnete statore comunemente usati includono NDFEB, Samarium Cobalt, Cobalt di nichel in alluminio e ferrite. La parte che ruota durante il funzionamento è chiamata rotore e il suo ruolo principale è quello di produrre coppia elettromagnetica e la forza elettromotrice indotta, che è il mozzo del motore CC per la conversione di energia, quindi di solito è chiamata armatura, che è composta da albero rotante, nucleo di armatura, avvolgimento di armatura, commutatore e ventola.
Il motore a coppa vuota si rompe attraverso la forma strutturale del tradizionale motore CC nella struttura, usando un rotore senza core, e il suo avvolgimento di armature è una bobina a tazza cavala, simile a una tazza d'acqua, quindi viene chiamato 'motore a coppa cavala '. Il motore a tazza cavala appartiene a DC, magnete permanente, servo micro motore. Questa nuova struttura del rotore fa sì che il motore a coppa vuota abbia le seguenti eccellenti caratteristiche: ① Caratteristiche di risparmio energetico: il design senza core elimina completamente la perdita di potenza causata dalla formazione di correnti parassite nel nucleo di ferro e l'efficienza di conversione dell'energia è molto elevata, la massima efficienza è generalmente superiore al 70%e alcuni prodotti possono raggiungere oltre il 90%(i motori del core di ferro sono generalmente 70%); (2) Caratteristiche di controllo: avvio rapido e frenata, risposta rapida, costante di tempo meccanico inferiore a 28 millisecondi, alcuni prodotti possono raggiungere meno di 10 millisecondi (i motori core sono generalmente più di 100 millisecondi); La velocità può essere facilmente regolata sensibilmente sotto lo stato di funzionamento ad alta velocità nell'area operativa consigliata; (3) Caratteristiche di trascinamento: la stabilità dell'operazione è molto affidabile, la fluttuazione della velocità è molto piccola, come micro motore, la sua fluttuazione della velocità può essere facilmente controllata entro il 2%; ④ Caratteristiche leggere: rispetto allo stesso motore del nucleo di potenza, il suo peso e il suo volume sono ridotti di 1/3-1/2 e la densità di energia è notevolmente migliorata. L'indicatore centrale del motore a coppa vuota è la densità di potenza, cioè il rapporto tra potenza di uscita e peso o volume. Il rotore senza nucleo di ferro elimina la corrente parassita e la perdita di isteresi all'estremità molecolare e migliora l'efficienza di conversione dell'energia. Peso e volume ridotti all'estremità del denominatore.
Il pennello è un componente importante del Motore spazzolato , responsabile della conduzione della corrente tra le parti rotanti e le parti stazionarie. Poiché è più fatto di grafite, è anche chiamato pennello in carbonio. Nel motore DC ordinario, al fine di mantenere rotante il rotore, la direzione della corrente del rotore deve essere modificata in tempo reale, quindi è necessario utilizzare il commutatore e la spazzola in carbonio. Il motore senza spazzole non cancella la modalità di commutazione della spazzola meccanica, quindi la posizione del rotore deve essere rilevata per completare la commutazione elettronica. Esistono due modi comuni per ottenere informazioni sulla posizione del rotore: (1) modalità di controllo senza sensori, quando il motore è in esecuzione, la posizione del rotore è determinata dalla variabile misurabile alimentata dal motore; La modalità di controllo del sensore di posizione, la posizione del rotore del motore viene rilevata direttamente dal sensore di posizione all'interno del motore. I sensori di posizione comunemente usati sono sensori di hall, encoder fotoelettrici, trasformatori rotanti e così via. L'accuratezza del rilevamento del sensore di Hall non è elevata, ma il prezzo è basso; L'encoder fotoelettrico e il rilevamento della posizione del trasformatore rotante sono accurati e l'errore è piccolo e sono generalmente utilizzati per sistemi di controllo ad alte prestazioni, come il controllo dell'orientamento del campo magnetico e il controllo diretto della coppia.
Il motore a coppa vuota in base alla sua struttura può essere diviso in due tipi senza pennello e senza spazzole. ① motore a tazza vuota spazzolata (noto anche come motore senza core spazzolato a CC, rotore senza nucleo di ferro): l'uso del commutatore meccanico a pennello, generalmente dal guscio, statore interno del materiale magnetico morbido, statore a magnete permanente, composizione dell'armatura del rotore a tazza cava. Quando il motore a spazzola a coppa cava è eccitato, l'avvolgimento ha la corrente attraverso, generando coppia, il rotore inizia a ruotare, se il rotore si trasforma in un angolo specifico, la spazzola utilizza il commutatore meccanico per cambiare la direzione della corrente, in modo che la direzione della coppia di uscita sia invariata, il rotore continua a ruotare. Poiché il motore a spazzola a tazza cavata utilizza la commutazione della spazzola, c'è un certo attrito relativo durante il funzionamento del motore, che produrrà rumore, scintilla elettrica e ridurrà la durata del motore. Generalmente Domestico 'Motore a coppa cavo ' si riferisce generalmente al motore a spazzola; ② Motore a tazza vuota senza spazzole (noto anche come motore senza slot senza spazzole DC, statore senza nucleo di ferro): l'uso di commutazione elettronica, generalmente da guscio, materiali magnetici morbidi, materiali isolanti e armatura a tazza cave composta dallo statore e rotore permanente in acciaio magnetico. Il motore a spazzole a tazza cava collega diversi avvolgimenti al circuito controllando l'on-off dei componenti elettronici per ottenere l'effetto dell'inversione. Questa modalità di commutazione rende il motore senza spazzole a tazza vuota ha le caratteristiche di alta efficienza, fluttuazione di coppia piccola, vita elevata, struttura compatta, facile manutenzione e così via.
1.2. Barriera principale: processo di avvolgimento
Il flusso di processo del motore a coppa vuota è complesso e la difficoltà di elaborazione è molto più di quella del normale motore a fessura DC. Prendendo il motore senza slot DC della tecnologia Dingzhi (cioè i suoi prodotti a coppa cavala) come esempio, dall'avvolgimento della bobina anteriore, al cuscinetto medio, al mandrino, all'anello di supporto e ad altre parti di parti del nucleo, alla linea di saldatura di copertura posteriore e di saldatura, ecc. La produzione di bobine deve passare attraverso il processo di filo smaltato - avvolgimento - sagoma di riscaldamento - stripping del filo, collegamento del filo comune - installazione della bobina e così via.
Tra questi, la produzione di bobine è uno dei processi fondamentali del motore a coppa vuota. Gli avvolgimenti autoportante senza core sono realizzati in cosiddetto filo smaltato, che è un filo di rame isolato con una mano di vernice all'esterno. Nel processo di produzione, la vernice dei fili adiacenti viene fusa insieme applicando pressione e temperatura. Il legame adeguato (nastro o fibra di vetro) può migliorare ulteriormente la stabilità di resistenza e forma dell'avvolgimento, che è particolarmente importante sotto carichi di corrente elevati.
La tecnologia di produzione della bobina di motori a coppa vuota è principalmente divisa in tre categorie in base al metodo di formazione della bobina: 1) dell'avvolgimento manuale. Attraverso una serie di processi complessi, tra cui inserimento di pin, avvolgimento manuale, cablaggio manuale e altri passaggi da produrre. 2) Tecnologia di produzione tortuosa. La tecnologia di produzione di avvolgimento è una produzione semi-automatica, il filo smaltato viene prima ferita in sequenza sull'albero principale con una sezione trasversale a forma di diamante e viene rimosso dopo aver raggiunto la lunghezza richiesta e quindi appiattita in una piastra di filo e infine la piastra del filo viene avvolta in una bobina a forma di tazza. Assumendo una tazza cave di avvolgimento come esempio, il processo di produzione può essere approssimativamente diviso nei seguenti passaggi: (1) avvolgimento della bobina di billetta a filo esagonale: viene effettuata sulla macchina di avvolgimento del gruppo di avvolgimento inclinata; ② La bobina vuota del filo è incollata con due pezzi di nastro sensibile a pressione a forma di demoli per essere appiattiti; ③ Appiattimento: la piastra di forma viene inserita nella bobina vuota del filo e la bobina viene appiattita e quindi inviata alla macchina appiattita per appiattire e diventare un filo piatto. Forma con un raschietto di bambù. Tagliare il nastro in eccesso, lasciando solo un attacco, il gancio dovrebbe essere lasciato sul lato leggermente sollevato del filo piatto, in modo che la bobina possa formare una riga; ④ bobina: il vuoto a filo piatto viene alimentato nella bobina della macchina a bobina a tazza cavala, in modo che il vuoto del filo sia collegato all'estremità e il nastro viene incollato sulla superficie del vuoto del filo per diventare la bobina a coppa cavala; ⑤ Caricamento epossidico di rivestimento: dopo aver rivestito l'adesivo epossidico, mettilo nel forno per indurimento e modellatura. 3) Una tecnologia di produzione di stampaggio. La macchina di avvolgimento avvolge un filo smaltato su un mandrino secondo la legge attraverso l'attrezzatura di automazione e si toglie la bobina dopo aver avvolto in una tazza, formandosi alla volta e non richiede più processi come il rotolamento e l'appiattimento, con un alto grado di automazione.
Il processo di avvolgimento all'estero si è sviluppato in anticipo, il grado di automazione è superiore a quello domestico. Il domestico adotta principalmente la produzione di avvolgimento, il processo è più complicato, l'intensità del lavoro dei lavoratori è grande, non può completare la bobina con un diametro del filo più spesso e il tasso di rottami è elevato. I paesi stranieri utilizzano principalmente la tecnologia di produzione di ferite una tantum, alto grado di automazione, alta efficienza di produzione, gamma di diametro della bobina, buona qualità della bobina, disposizione stretta, tipi di motori, buone prestazioni. Il motore a coppa vuota può essere diviso in ferita dritta, forma della sella e ferita inclinata secondo il metodo di avvolgimento. Nel 1958, il Dr.FF Aulhaber (von Haber) della Germania sviluppò la tecnologia di avvolgimento della bobina avvolgente inclinato e ottenne la tecnologia di brevetto del avvolgimento inclinato della bobina del rotore del motore a coppa cavala nel 1965. Germania, Svizzera, Giappone e altro sviluppo del motore a coppa cavala prima, nel processo di avvolgimento ha accumulato un'esperienza ricca. Tra i tre principali motori a coppa vuota del mondo, Swiss Maxon usa principalmente la forma della ferita e la forma della sella tedesca e il porto di porta tedeschi usano principalmente la forma inclinata della ferita. Il processo di avvolgimento a filo dritto è più complicato e viene utilizzato principalmente per le strutture di avvolgimento a lungo, spesso realizzate con avvolgimento multiplo. La forma della sella può ridurre lo spessore della bobina, ridurre efficacemente il gap di aria magnetica sul motore ad alta densità di potenza, aumentare la lunghezza del campo magnetico di taglio e fare un uso migliore del magnetismo dello statore; L'avvolgimento obliquo si è sviluppato in precedenza, un avvolgimento relativamente semplice, stretto, adatto per una grande produzione di lotti.
L'avvolgimento è la barriera tecnica principale del motore a coppa cavala. ① Link di progettazione: tre straordinarie tecnologie straniere oltre negli anni '60, il motore a coppa cavalca domestica è iniziato in ritardo, meno ricerca, mancanza di combinazione di grado di suddivisione dei materiali, tipo di tazza di rotore per ottimizzare il motore, mancanza di progettazione sistematica in avanti, mancanza di requisiti personalizzati di configurazione dello schema di sistema e capacità di progettazione del prodotto; ② Link di elaborazione: rispetto al motore tradizionale senza spazzole, motore a spazzola, servo motore, struttura del motore a coppa cavata appartiene alla struttura della scanalatura senza denti, non c'è scanalatura fissa, tutto il filo smaltato è sospeso di avvolgimento, non c'è supporto interno, è molto difficile nel processo e la resa precoce è bassa. In termini di accuratezza dell'avvolgimento, i requisiti di precisione dei motori a coppa cavala sono superiori a quelli dei motori tradizionali. Il motore a coppa vuota stessa ha dimensioni ridotte e la tolleranza per l'errore è inferiore a quella dei normali motori a magneti permanenti e motori a passo passo e l'accuratezza di elaborazione influisce direttamente sulla stabilità del campo magnetico. La differenza di spessore del filo e giri di avvolgimento rende il valore di resistenza all'avvolgimento, la corrente di avvio, la velocità costante e altri parametri motori hanno grandi differenze. Per questo motivo, i produttori domestici devono migliorare la precisione, la resa e l'automazione nei collegamenti di produzione e lavorazione. Rispetto all'estero, la Cina è anche relativamente debole in termini di attrezzatura di avvolgimento. Le attrezzature di avvolgimento possono essere divise in attrezzature automatiche e manuali non automatiche. Rispetto all'estero, il grado di automazione delle attrezzature di avvolgimento in Cina è relativamente basso. I principali produttori mondiali di attrezzature di avvolgimento includono Meteor in Svizzera, Tanaka Seiki Co., Ltd. del Giappone e Hitote Mechanical Engineering Co., Ltd. Le imprese domestiche sono ancora in uno stato relativamente libero in termini di attrezzatura e acquistano più attrezzature di avvolgimento giapponese, con prezzi che vanno da centinaia di migliaia a milioni. Le aziende relativamente rappresentative in Cina includono Zhongspecial Technology, Dongguan Taili Electronic Machinery Co., Ltd., Qinlian Technology, Kunshan Cook e così via.
1.3 Applicazioni a valle: le caratteristiche del motore a coppa vuota determinano lo scenario dell'applicazione a valle
Il motore a coppa cavala appartiene al micro motore e le materie prime a monte sono simili alle materie prime del micro motore, tra cui rame, acciaio, acciaio magnetico, cuscinetti, materie plastiche, ecc. Il motore a coppa cavala è stato originariamente utilizzato in aviazione, aerospaziale, militari e altre industrie all'avanguardia, scenografie all'avanguardia, scenografie all'avanguardia, scenografie all'avanguardia, scenografie all'avanguardia, scenografie all'avanguardia, scenografie all'avanguardia.
Le diverse prestazioni del motore a coppa vuota corrispondono alla sua applicazione in diversi campi: 1) Le caratteristiche di dimensioni ridotte, peso leggero e grande rapporto di potenza e volume lo rendono adatto per le aree con requisiti di peso elevato, come vari tipi di aeromobili, ecc., Che possono ridurre al minimo il peso dell'aeromobile; È anche ampiamente utilizzato in vari prodotti elettronici di consumo, come spazzolini elettrici e ventole elettriche portatili. 2) Le caratteristiche del rapido avvio e frenata e una risposta estremamente rapida lo rendono adatto per le aree che devono ottenere un controllo automatico rapido, come la regolazione della direzione missilistica con requisiti di prestazione di controllo elevato, follow-up di guida ottica ad alto tasso, attrezzature altamente sensibili, robot industriali, ecc. 3) Le caratteristiche di efficienza di conversione ad alta energia rendono adatto a tutti i tipi di campi che richiedono la riduzione e la durata della batteria, come la durata della batteria e
Il robot umanoide apre un nuovo oceano blu di applicazioni motorie a coppa vuota. Secondo l'ultimo sviluppo di Optimus, un robot umanoide rilasciato da Tesla, ogni mano comprende sei unità e 11 gradi di libertà, due unità per il pollice e una guida per ciascuna delle altre quattro dita e la mano può trasportare fino a 20 chili. Il modulo articolare a mano è composto principalmente da motore a coppa cava, riduttore planetario di precisione, vite a sfera e sensore. Il motore a coppa cava consente al dito di avere la possibilità di muoversi, il cambio planetario di precisione consente al manipolatore di posizionarsi in modo più accurato e utilizzare più flessibile, l'encoder fornisce un feedback di posizione ad alta precisione e un feedback di velocità della mano e il sensore consente al robot di avere una funzione percettiva e di reazione umana. Secondo Musk, il numero di robot umanoidi in futuro supererà il numero di umani e si prevede che raggiungerà il livello di 100 miliardi di unità a lungo termine. Il motore a coppa vuota è la soluzione tecnica tradizionale della mano robot con alta certezza. I robot umanoidi usano 6 motori a coppa vuota per mano, considerando la situazione finale, si prevede che i robot umanoidi raggiungeranno il livello di un miliardo di unità, se la produzione di massa di robot umanoidi, attirerà la crescita delle entrate delle imprese correlate a motori a coppa cavala.
