中空カップモーター （マイクロコアレスモーター）は特別なDCモーターです。伝統的 DCモーターは 、ステーターとローターの2つのコア部分で構成される工業生産、家電製品、輸送、およびその他のフィールドで広く使用されています。DCモーターの固定部分はステーターと呼ばれます。ステーターの主な役割は、フレーム、主な磁気極、逆極、エンドキャップ、ブラシデバイスで構成される磁場を生成することです。一般的に使用されるステーターマグネット材料には、NDFEB、サマリウムコバルト、アルミニウムニッケルコバルト、フェライトが含まれます。動作中に回転する部分はローターと呼ばれ、その主な役割は、エネルギー変換のためのDCモーターのハブである電磁トルクと誘導電気力を生成することです。したがって、通常、回転シャフト、ーマージコア、アーマチュア巻き、通勤者、ファンで構成されるアーマチュアと呼ばれます。
中空のカップモーターは、ノーコアローターを使用して、構造内の従来のDCモーターの構造形態を壊し、そのアーマチュア巻線は、水カップと同様の中空のカップコイルであるため、 'Hollow Cup Motor 'と呼ばれます。中空のカップモーターは、DC、永久磁石、サーボマイクロモーターに属します。この新しいローター構造により、中空のカップモーターが次の優れた特性を備えています：anree省の節約特性：コアフリーデザインは、鉄コアの渦電流の形成によって引き起こされる電力損失を完全に排除します。エネルギー変換効率は一般に70％を超え、一部の製品は90％を超える可能性があります（鉄コアモーターは一般的に70％です）。 （2）制御特性：高速開始とブレーキ、高速応答、28ミリ秒未満の機械的時定数、一部の製品は10ミリ秒未満に達する可能性があります（コアモーターは一般に100ミリ秒以上）。速度は、推奨される操作エリアの高速走行状態の下で、簡単に敏感に調整できます。 （3）抗力特性：操作の安定性は非常に信頼性が高く、速度の変動は非常に小さく、マイクロモーターとして、その速度の変動は2％以内に簡単に制御できます。 ④軽量の特性：同じパワーコアモーターと比較して、その重量と体積は1/3-1/2増加し、エネルギー密度は大幅に改善されます。中空カップモーターのコアインジケーターは、出力密度、つまり出力の出力と重量または体積の比です。鉄のコアのないローターは、分子端での渦電流とヒステリシス損失を排除し、エネルギー変換効率を改善します。分母端での重量と体積の減少。
ブラシはの重要なコンポーネントです ブラシ付きモーター。回転部品と固定部品の間で電流を伝導する責任を負うグラファイトで作られているため、カーボンブラシとも呼ばれます。通常のDCモーターでは、ローターを回転させるために、ローターの電流方向をリアルタイムで変更する必要があるため、整流子とカーボンブラシを使用する必要があります。ブラシレスモーターは、機械的なブラシ整流モードをキャンセルするため、電子整流を完了するにはローターの位置を検出する必要があります。ローターの位置情報を取得するには、2つの一般的な方法があります。（1）センサーレス制御モード、モーターが走っているとき、ローターの位置はモーターによって供給される測定可能な変数によって決定されます。位置センサー制御モード、モーターローターの位置は、モーター内の位置センサーによって直接検出されます。一般的に使用される位置センサーは、ホールセンサー、光電エンコーダー、ロータリートランスなどです。ホールセンサーの検出精度は高くありませんが、価格は低くなっています。光電エンコーダーと回転式変圧器の位置検出は正確で、エラーは小さく、通常、磁場方向制御や直接トルク制御などの高性能制御システムに使用されます。
その構造に応じた中空のカップモーターは、ブラシとブラシレスの2種類に分けることができます。 Brushed Hollow Cup Motor（DCブラシコアレスモーター、鉄のコアのないローターとも呼ばれます）：機械的ブラシ整流子の使用、一般的にシェル、柔らかい磁気材料内部固定子、永久磁石ステーター、中空カップローターアーマチュア組成。中空のカップブラシモーターがエネルギーを与えると、巻線が電流を通過し、トルクを生成すると、ローターが回転し始めます。ローターが特定の角度に回転すると、ブラシは電流の方向を変化させるため、出力トルク方向が変化しないように、ローターは回転し続けます。中空のカップブラシモーターはブラシ整流を使用するため、モーターの動作中に特定の相対的な摩擦があり、ノイズ、電気火花を生成し、モーターのサービス寿命を減らします。一般に、国内「中空カップモーター」とは、一般にモーターを磨くことを指します。 Brushless Hollow Cup Motor（DCブラシレススロットレスモーター、鉄のコアのないステーターとしても知られています）：一般的にシェル、柔らかい磁気材料、断熱材、ステーターと永久磁気鋼ローターで構成される中空のカップアーマチュアによる電子化合物の使用。中空のカップブラシレスモーターは、電子コンポーネントのオンオフを制御して反転の効果を実現することにより、異なる巻線を回路に接続します。この整流モードにより、中空のカップブラシレスモーターは、高効率、小さなトルクの変動、高サービス寿命、コンパクト構造、簡単なメンテナンスなどの特性を備えています。
1.2。コアバリア：巻線プロセス
中空のカップモーターのプロセスフローは複雑であり、処理の難易度は通常のDCスロットモーターの難しさよりもはるかに多いです。 DingzhiテクノロジーのDCスロットレスモーター（つまり、中空のカップモーター製品）を、フロントコイル巻線、中間ベアリング、マンドレル、サポートリング、およびその他のコアパーツの設置から、リアカバーの設置および回路基板溶接ラインなどに摂取すると、ほぼ30のプロセスが含まれます。コイルの生産は、エナメルのワイヤー - 巻線 - 加熱型 - ワイヤーストリッピング、共通のワイヤーの接続 - コイルの取り付けなどのプロセスを通過する必要があります。
その中で、コイル製造は中空カップモーターのコアプロセスの1つです。コアレスの自立式巻線は、いわゆるエナメルワイヤで作られています。これは、外側に塗料のコートが付いた断熱された銅線です。製造プロセスでは、圧力と温度をかけることにより、隣接するワイヤの塗料が融合します。適切な結合（テープまたはグラスファイバー）は、巻線の強度と形状の安定性をさらに改善できます。これは、高電流負荷の下で特に重要です。
中空カップモーターコイルの生産技術は、主にコイルの形成方法に応じて3つのカテゴリに分割されています。1）手動巻線。ピン挿入、手動巻線、手動配線、その他の生成ステップなど、一連の複雑なプロセスを通じて。 2）巻線生産技術。巻線生産技術は半自動生産であり、エナメル型のワイヤは最初にダイヤモンド型の断面でメインシャフトに連続的に巻き付けられ、必要な長さに達した後に除去され、ワイヤプレートに平らになり、最後にワイヤプレートがカップ型のコイルに巻き込まれます。巻き上げ中空のカップを例にとると、製造プロセスは次の手順に大まかに分割できます。（1）六角形のワイヤービレットコイルの巻線：傾斜巻きグループ巻線で実行されます。 wireワイヤーブランクコイルは、2つの形状の圧力に敏感なテープで貼り付けられ、平らになるようにデモンストを貼り付けます。 platting：形状プレートがワイヤブランクコイルに挿入され、コイルが平らになり、平らにして平らにして平らなワイヤーブランクになります。竹スクレーパーで形状。余分なテープを切り取り、1つのヒッチのみを残して、リールが列を形成できるように、平らな鎖のわずかに上げられた側にヒッチを残す必要があります。 ④コイル：平らなワイヤーブランクは中空のカップコイルマシンのコイルに供給されるため、ワイヤブランクが端に接続され、テープがワイヤブランクヘッドの表面に貼り付けられ、中空のカップコイルになります。 coateエポキシ形成のコーティング：エポキシ接着剤をコーティングした後、硬化と整形のためにオーブンに入れます。 3）1つの成形生産技術。巻線機は、自動化機器を介して法律に従ってエナメルのワイヤーを紡ぎ、スピンドルに巻き付け、一度に形成されたカップに巻き込んだ後、コイルを取り除き、自動化の高いローリングや平坦化などの複数のプロセスを必要としません。
海外巻線プロセスが早期に発生し、自動化の程度は国内よりも高くなっています。国内では主に巻線生産を採用しており、プロセスはより複雑で、労働者の労働強度は大きく、ワイヤーの直径が厚いコイルを完了することはできず、スクラップ率は高くなります。外国は主に、1回限りの創傷生産技術、高度の自動化、高生産効率、コイル直径範囲、良好なコイル品質、タイトな配置、モータータイプ、良好なパフォーマンスを使用しています。中空のカップモーターは、巻線法に従って、まっすぐな傷、addleの形状、傾斜した傷に分割できます。 1958年、ドイツのDr.FF Aulhaber（Von Haber）は、傾斜した巻線コイル巻線技術を開発し、1965年に中空カップモーターのローターコイルの傾斜した巻線の特許技術を取得しました。世界の3つの主要な中空カップモーターの中で、スイスマクソンは主にまっすぐな創傷の形状とサドルの形を使用しており、ドイツのフォルハーバーとスイスのポータスは、ほとんど傾向のある創傷の形を使用しています。まっすぐな巻線のプロセスはより複雑であり、主に長い巻きの構造に使用され、しばしば複数の巻線で作られています。サドルの形状は、コイルの厚さを減らし、高出力密度モーターで磁気エアギャップを効果的に減らし、切断磁場の長さを増やし、ステーター磁気をよりよく利用することができます。斜めの巻線は、大規模なバッチ生産に適した、以前に比較的単純な巻き取り、密着した配線を開発しました。
巻線は、中空カップモーターの中心的な技術的障壁です。 ①設計リンク：海外3つの主要なテクノロジーは1960年代に発生しました。家庭用ホローカップモーターは遅れ、研究が少なく、材料区画グレードの組み合わせの欠如、モーターを最適化するためのローターカップタイプの組み合わせ、システムドライブスキームの構成のカスタマイズされた要件の欠如、製品設計能力。 ②処理リンク：従来のブラシレスモーター、ブラシモーター、サーボモーターと比較して、中空のカップモーターの構造は歯のない溝構造に属し、固定溝はありません。すべてのエナメルワイヤは巻き張り張り式です。内部サポートはありません。プロセスでは非常に困難であり、早期の収量は低くなります。巻線精度の点では、中空カップモーターの精度要件は、従来のモーターの精度要件よりも高くなっています。中空のカップモーター自体のサイズは小さく、エラーに対する耐性は通常の永久磁石モーターとステッパーモーターの耐性よりも低く、処理精度は磁場の安定性に直接影響します。ワイヤの厚さと巻線のターンの違いにより、巻き抵抗値が得られます。このため、国内のメーカーは、生産および処理リンクの精度、収量、自動化を改善する必要があります。海外と比較して、中国は巻線装置の点でも比較的弱いです。巻線装置は、自動および手動の非自動装置に分けることができます。海外と比較して、中国の巻き装置の自動化の程度は比較的低いです。世界有数の巻線機器のメーカーには、スイスの流星、日本のタナカ・セイキ社、およびヒトテ・メカニカル・エンジニアリング社、Ltdが含まれます。国内企業は、機器の点でまだ比較的空いている状態であり、数十万から数百万の価格で、より多くの日本の巻き取り機器を購入しています。中国の比較的代表的な企業には、ZhongSpecial Technology、Dongguan Taili Electronic Machinery Co.、Ltd。、Qinlian Technology、Kunshan Cookなどがあります。
1.3ダウンストリームアプリケーション：中空カップモーターの特性がダウンストリームアプリケーションシナリオを決定する
中空のカップモーターはマイクロモーターに属し、上流の原料は銅、鋼、磁気鋼、ベアリング、プラスチックなどを含むマイクロモーターの原材料に似ています。中空のカップモーターは、航空、航空宇宙、軍事、その他の最先端の産業で元々使用されていました。
中空カップモーターの異なる性能は、異なるフィールドでのアプリケーションに対応しています。1）小さなサイズ、軽量、大電力対体積比の特性により、航空機の重量を最小限に抑えることができるさまざまなタイプの航空機など、高い重量要件を持つエリアに適しています。また、電気歯ブラシやポータブル電気ファンなど、さまざまな消費者電子製品でも広く使用されています。 2）迅速な開始とブレーキ、および非常に速い応答の特性により、高い制御性能要件を備えたミサイルの方向調整、高レートの光学ドライブのフォローアップ、高感度の装備、工業用ロボットなど、ミサイルの方向調整など、高速の自動制御を実現する必要があるエリアに適しています。
ヒューマノイドロボットは、ホローカップモーターアプリケーションの新しい青色の海を開きます。 TeslaがリリースしたヒューマノイドロボットであるOptimusの最新の開発によると、各手には6つのドライブと11の自由度が含まれ、親指の2つのドライブと他の4本の指の2つのドライブが含まれ、手は最大20ポンドを運ぶことができます。ハンドジョイントモジュールは、主に中空カップモーター、精密惑星還元剤、ボールスクリュー、センサーで構成されています。中空のカップモーターにより、指は動くことができ、精密な惑星ギアボックスがより正確に配置し、より柔軟に使用できるようにし、エンコーダはハンドの高精度位置フィードバックと速度フィードバックを提供し、センサーはロボットが人間のような知覚機能と反応能力を持つことができます。マスクによると、将来のヒューマノイドロボットの数は人間の数を超えており、長期的には1,000億ユニットのレベルに達すると予想されます。 Hollow Cup Motorは、高い確実性を持つロボットハンドの主流の技術的ソリューションです。ヒューマノイドロボットは、1つのハンドごとに6つの中空カップモーターを使用します。最終的な状況を考慮して、ヒューマノイドロボットが10億ユニットのレベルに達すると予想されます。
