Қуыс шыныаяқ моторы (Микро ядросыз қозғалтқыш) арнайы тұрақты ток қозғалтқышы болып табылады. Дәстүрлі Тұрақты ток қозғалтқышы өнеркәсіптік өндірісте, тұрмыстық техникада, көлікте және басқа салаларда кеңінен қолданылады, статор мен ротордың екі негізгі бөлігінен тұрады, тұрақты ток қозғалтқышының стационарлық бөлігі статор деп аталады, статордың негізгі рөлі магнит өрісін құру болып табылады, жақтаудан, негізгі магниттік полюстен, кері айналдыру полюсі мен щетканың қақпағынан тұрады. Жиі қолданылатын статор магнитінің материалдарына Ndfeb, самарий кобальт, алюминий никель кобальт және феррит жатады. Жұмыс кезінде айналатын бөлік ротор деп аталады және оның негізгі рөлі электрмагниттік айналдыру моменті мен индукциялық электр қозғаушы күші болып табылады, ол энергияны түрлендіруге арналған тұрақты ток қозғалтқышының торабы болып табылады, сондықтан оны әдетте якорь деп атайды, ол айналмалы біліктен, якорь өзегінен, якорь орамынан, коммутатордан және желдеткіштен тұрады.
Қуыс шыныаяқ қозғалтқышы өзексіз роторды пайдаланып құрылымдағы дәстүрлі тұрақты ток қозғалтқышының құрылымдық пішінін бұзады, ал оның якорь орамы пішіні су шыныаяқына ұқсас қуыс шыныаяқ катушка болып табылады, сондықтан оны 'қуыс шыныаяқ моторы' деп атайды. Қуыс шыныаяқ қозғалтқышы тұрақты, тұрақты магнитке, сервомикромоторға жатады. Бұл жаңа ротор құрылымы қуыс шыныаяқ моторын келесі тамаша сипаттамаларға ие етеді: ① Энергияны үнемдейтін сипаттамалар: өзексіз дизайн темір өзегіндегі құйынды токтардың пайда болуынан туындаған қуат жоғалуын толығымен жояды және энергияны түрлендіру тиімділігі өте жоғары, максималды тиімділік әдетте 70% -дан асады, ал кейбір өнімдер 90% -дан астамға жетуі мүмкін (жалпы темір ядролы қозғалтқыштар 70%); (2) Басқару сипаттамалары: жылдам іске қосу және тежеу, жылдам әрекет ету, механикалық уақыт тұрақтысы 28 миллисекундтан аз, кейбір өнімдер 10 миллисекундтан аз жетуі мүмкін (өзекті қозғалтқыштар әдетте 100 миллисекундтан асады); Ұсынылған жұмыс аймағындағы жоғары жылдамдықты жұмыс күйінде жылдамдықты сезімтал түрде оңай реттеуге болады; (3) Сүйреу сипаттамалары: жұмыс тұрақтылығы өте сенімді, жылдамдықтың ауытқуы өте аз, микро қозғалтқыш ретінде оның жылдамдығының ауытқуын 2% ішінде оңай басқаруға болады; ④ Жеңіл сипаттамалар: бірдей қуатты қозғалтқышпен салыстырғанда оның салмағы мен көлемі 1/3-1/2 азаяды, ал энергия тығыздығы айтарлықтай жақсарады. Қуыс шыныаяқ қозғалтқышының негізгі көрсеткіші қуат тығыздығы болып табылады, яғни шығыс қуатының салмаққа немесе көлемге қатынасы. Темір өзегі жоқ ротор құйынды ток пен молекулалық жақтағы гистерезис жоғалуын болдырмайды және энергияны түрлендіру тиімділігін жақсартады. Деноминатордың соңында азайтылған салмақ пен көлем.
Қылқаламның маңызды құрамдас бөлігі щеткалы қозғалтқыш , айналмалы бөліктер мен қозғалмайтын бөліктер арасындағы ток өткізуге жауапты. Ол графиттен көбірек жасалғандықтан, оны көміртекті щетка деп те атайды. Кәдімгі тұрақты ток қозғалтқышында ротордың айналуын қамтамасыз ету үшін ротордың ток бағытын нақты уақытта өзгерту керек, сондықтан коммутатор мен көміртекті щетканы пайдалану керек. Қылқаламсыз қозғалтқыш механикалық щеткамен коммутация режимін болдырмайды, сондықтан электронды коммутацияны аяқтау үшін ротордың орнын анықтау қажет. Ротордың орны туралы ақпаратты алудың екі кең таралған жолы бар: (1) датчиксіз басқару режимі, қозғалтқыш жұмыс істеп тұрғанда, ротордың орны қозғалтқыштан кері берілетін өлшенетін айнымалымен анықталады; Позиция сенсорын басқару режимі, қозғалтқыш роторының күйі қозғалтқыш ішіндегі позиция сенсоры арқылы тікелей анықталады. Кеңінен қолданылатын позиция сенсорлары Холл сенсорлары, фотоэлектрлік кодерлер, айналмалы трансформаторлар және т.б. Холл сенсорын анықтау дәлдігі жоғары емес, бірақ бағасы төмен; Фотоэлектрлік кодтаушы және айналмалы трансформатор позициясын анықтау дәл және қателік аз және олар әдетте магнит өрісінің бағдарын басқару және тікелей айналдыру моментін басқару сияқты жоғары өнімді басқару жүйелері үшін қолданылады.
Құрылымы бойынша қуыс шыныаяқты моторды щеткасыз және щеткасыз екі түрге бөлуге болады. ① Қылқаламды қуыс шыныаяқ қозғалтқышы (сонымен қатар тұрақты ток щеткалы өзексіз қозғалтқыш, темір өзегі жоқ ротор) : Механикалық щетка коммутаторын пайдалану, әдетте қабықша, жұмсақ магниттік материалдың ішкі статоры, тұрақты магнит статоры, қуыс шыныаяқ роторының арматура құрамы. Қуыс шыныаяқ щеткасының қозғалтқышына қуат берілгенде, орамда ток пайда болады, момент тудырады, ротор айнала бастайды, егер ротор белгілі бір бұрышқа бұрылса, щетка ток бағытын өзгерту үшін механикалық коммутаторды пайдаланады, осылайша шығыс моментінің бағыты өзгермейді, ротор айналуды жалғастырады. Шұңқырлы шыныаяқ щеткасының қозғалтқышы щетканың коммутациясын пайдаланатындықтан, қозғалтқыштың жұмысы кезінде шу, электр ұшқыны пайда болатын және қозғалтқыштың қызмет ету мерзімін қысқартатын белгілі бір салыстырмалы үйкеліс бар. Жалпы отандық 'қуыс шыныаяқ моторы' әдетте щетка қозғалтқышына жатады; ② щеткасыз қуыс шыныаяқ қозғалтқышы (сонымен қатар тұрақты ток щеткасыз саңылаусыз қозғалтқыш, темір өзегі жоқ статор деп те аталады) : Электрондық коммутацияны әдетте қабықпен, жұмсақ магниттік материалдармен, оқшаулағыш материалдармен және статордан және тұрақты магнитті болат ротордан тұратын қуыс шыныаяқ арматурасын пайдалану. Қуыс шыныаяқ щеткасыз қозғалтқыш кері айналу әсеріне қол жеткізу үшін электрондық компоненттерді қосу-өшіруді басқару арқылы әртүрлі орамдарды тізбекке қосады. Бұл коммутация режимі қуыс шыныаяқты щеткасыз қозғалтқышты жоғары тиімділік, шағын айналу моментінің ауытқуы, жоғары қызмет ету мерзімі, ықшам құрылым, қарапайым техникалық қызмет көрсету және т.б. сипаттамаларға ие етеді.
1.2. Негізгі тосқауыл: орау процесі
Қуыс шыныаяқ қозғалтқышының технологиялық ағыны күрделі және өңдеу қиындығы қарапайым тұрақты ток саңылаулары бар қозғалтқышқа қарағанда әлдеқайда көп. Мысал ретінде Dingzhi технологиясының тұрақты ток саңылаусыз қозғалтқышын (яғни оның қуыс шыныаяқ мотор бұйымдарын) алсақ, алдыңғы катушкалар орамынан, ортаңғы мойынтіректен, оправкадан, тірек сақинасынан және басқа негізгі бөлшектерді орнатудан бастап, 30-ға жуық процесті қамтитын артқы қақпақты орнатуға және плата дәнекерлеу желісіне және т. Катушкалар өндірісі эмальданған сым - орау - қыздыру пішінін беру - сымды аршу, жалпы сымды қосу - катушкаларды орнату және т.б. процестерінен өтуі керек.
Олардың ішінде катушкаларды өндіру қуыс шыныаяқ моторының негізгі процестерінің бірі болып табылады. Өзексіз өздігінен жүретін орамдар эмальданған сым деп аталады, ол сыртында бояу қабаты бар оқшауланған мыс сым болып табылады. Өндіріс процесінде көрші сымдардың бояуы қысым мен температураны қолдану арқылы біріктіріледі. Дұрыс байланыстыру (таспа немесе шыны талшық) орамның беріктігі мен пішінінің тұрақтылығын одан әрі жақсартуға мүмкіндік береді, бұл әсіресе жоғары ток жүктемелері кезінде маңызды.
Қуыс шыныаяқты қозғалтқыш катушкасын өндіру технологиясы катушкаларды қалыптастыру әдісіне сәйкес негізінен үш санатқа бөлінеді: 1) қолмен орау. Бірқатар күрделі процестер, соның ішінде түйреуіштерді кірістіру, қолмен орау, қолмен жалғау және өндірудің басқа қадамдары арқылы. 2) Орамды өндіру технологиясы. Орамды өндіру технологиясы жартылай автоматты өндіріс болып табылады, эмальданған сым алдымен алмас тәрізді көлденең қимасы бар негізгі білікке дәйекті түрде оралады және ол қажетті ұзындыққа жеткеннен кейін алынады, содан кейін сым пластинаға тегістеледі, ең соңында сым пластина шыныаяқ тәрізді орамға оралады. Мысал ретінде орамды қуыс шыныаяқты алатын болсақ, дайындау процесін шамамен келесі қадамдарға бөлуге болады: (1) алтыбұрышты сым дайындама катушкасын орау: ол көлбеу орама тобының орау машинасында жүзеге асырылады; ② Сымның бос катушкасы екі бөліктен тұратын қысымға сезімтал таспамен жабыстырылады, тегістелетін қалыптан ажыратылады; ③ Тегістеу: пішін тақтайшасы сым дайын катушкаға салынып, катушкалар тегістеледі, содан кейін тегістеу және жалпақ сым дайындамасы болу үшін тегістеу машинасына жіберіледі. Бамбук қырғышпен пішін жасаңыз. Артық таспаны кесіп тастаңыз, тек бір ілмекті қалдырыңыз, ілмекті жалпақ жіптің сәл көтерілген жағында қалдыру керек, осылайша катушкалар қатар түзе алады; ④ Катушка: жалпақ сым дайындамасы қуыс шыныаяқ катушкасының катушкасына беріледі, осылайша сым дайындамасы соңына қосылады, ал таспа қуыс шыныаяқ катушкасына айналу үшін сым дайындамасының басының бетіне жабыстырылады; ⑤ Эпоксидті пішіндеу: Эпоксидті желіммен қаптағаннан кейін оны қатайту және пішіндеу үшін пешке салыңыз. 3) Бір қалыптау өндірісінің технологиясы. Орау машинасы эмальданған сымды автоматика жабдығы арқылы заңға сәйкес шпиндельге орап, бір уақытта қалыптап, шыныаяққа орағаннан кейін орамды алады және автоматтандырудың жоғары дәрежесімен илемдеу және тегістеу сияқты көптеген процестерді қажет етпейді.
Шетелде орау процесі ерте дамыды, автоматтандыру дәрежесі отандық қарағанда жоғары. Отандық негізінен орама өндірісін қабылдайды, процесс күрделірек, жұмысшылардың еңбек сыйымдылығы үлкен, сым диаметрі қалың орамды аяқтай алмайды және сынықтары жоғары. Шет елдер негізінен бір реттік жара өндірісінің технологиясын, автоматтандырудың жоғары дәрежесін, өндірістің жоғары тиімділігін, катушкалардың диаметрінің диапазонын, жақсы катушкалардың сапасы, тығыз орналасуы, мотор түрлері, жақсы өнімділікті пайдаланады. Қуыс шыныаяқ моторын орау әдісіне сәйкес түзу жаралы, седла пішінді және көлбеу жаралы деп бөлуге болады. 1958 жылы германиялық Dr.FF aulhaber (фон Хабер) көлбеу орама орамасының технологиясын әзірледі және 1965 жылы қуыс шыныаяқ қозғалтқышының роторлық катушкасының көлбеу орамасының патенттік технологиясын алды. Германияда, Швейцарияда, Жапонияда және басқа да қуыс шыныаяқ моторын дамытуда бұрын, орау процесінде бай тәжірибе жинақталған. Дүние жүзіндегі жетекші үш қуыс шыныаяқ қозғалтқыштарының ішінде Швейцариялық Максон негізінен түзу жара пішінін және ершік пішінін пайдаланады, ал неміс Faulhaber және Swiss Portescap көбінесе көлбеу жара пішінін пайдаланады. Тікелей орау процесі күрделірек және ол көбінесе көп орамнан жасалған ұзын орам конструкциялары үшін қолданылады. Седла пішіні катушкалардың қалыңдығын азайтады, жоғары қуатты қозғалтқышта магниттік ауа саңылауын тиімді түрде азайтады, магнит өрісін кесу ұзындығын арттырады және статор магнетизмін жақсырақ пайдалана алады; Қиғаш орам бұрын дамыған, салыстырмалы түрде қарапайым орам, тығыз сым, үлкен сериялы өндіріске жарамды.
Орам - қуыс шыныаяқ моторының негізгі техникалық кедергісі. ① Дизайн сілтемесі: шетелде 1960-шы жылдары пайда болған үш негізгі технология, отандық қуыс шыныаяқ моторы кеш басталды, аз зерттеулер, материалды бөлу дәрежесінің, қозғалтқышты оңтайландыру үшін ротордың шыныаяқ түрін біріктірудің болмауы, жүйелі алға дизайнның болмауы, жүйелік жетек схемасының конфигурациясының теңшелген талаптарының болмауы және өнімді жобалау мүмкіндіктері; ② Өңдеу сілтемесі: дәстүрлі щеткасыз қозғалтқышпен, щеткалы қозғалтқышпен, сервомотормен салыстырғанда, қуыс шыныаяқ моторының құрылымы тіссіз ойық құрылымына жатады, бекітілген ойық жоқ, барлық эмальданған сым ілулі орам, ішкі тірек жоқ, бұл процессте өте қиын және ерте кірістілік төмен. Орамның дәлдігі тұрғысынан қуыс шыныаяқты қозғалтқыштардың дәлдік талаптары дәстүрлі қозғалтқыштарға қарағанда жоғары. Қуыс шыныаяқ қозғалтқышының өзі шағын өлшемді, ал қатеге төзімділік қарапайым тұрақты магнит қозғалтқыштары мен қадамдық қозғалтқыштарға қарағанда төмен және өңдеу дәлдігі магнит өрісінің тұрақтылығына тікелей әсер етеді. Сымның қалыңдығы мен орамасының бұрылыстарының айырмашылығы орамның кедергі мәнін жасайды, іске қосу тогы, тұрақты жылдамдық және басқа қозғалтқыш параметрлері үлкен айырмашылықтарға ие. Осыған байланысты отандық өндірушілер өндіріс пен өңдеу байланыстарындағы дәлдікті, өнімділікті және автоматтандыруды жақсартуы қажет. Шетелдермен салыстырғанда Қытай орама жабдықтары жағынан да әлсіз. Орамдық жабдықты автоматты және қолмен автоматты емес жабдық деп бөлуге болады. Шетелдіктермен салыстырғанда, Қытайда орау жабдығын автоматтандыру деңгейі салыстырмалы түрде төмен. Дүние жүзіндегі орама жабдығының жетекші өндірушілеріне Швейцарияның Метеор, Жапонияның Tanaka Seiki Co., Ltd. және Hitote Mechanical Engineering Co., LTD кіреді. Отандық кәсіпорындар әлі де жабдық бойынша салыстырмалы түрде бос күйде және олар бағасы жүз мыңнан миллионға дейін болатын жапондық орам жабдықтарын көбірек сатып алады. Қытайдағы салыстырмалы өкілдік компанияларға Zhongspecial Technology, Dongguan Taili Electronic Machinery Co., LTD., Qinlian Technology, Kunshan Cook және т.б. кіреді.
1.3 Төменгі ағынды қолданбалар: қуыс шыныаяқ моторының сипаттамалары төменгі ағынды қолдану сценарийін анықтайды
Қуыс шыныаяқ моторы микро қозғалтқышқа жатады, ал жоғарғы ағынды шикізат микро қозғалтқыштың шикізатына ұқсас, соның ішінде мыс, болат, магниттік болат, мойынтіректер, пластмассалар және т.б. Қуыс шыныаяқ моторы бастапқыда авиацияда, аэроғарыштық, әскери және басқа да озық өнеркәсіптерде қолданылды, соңғы жылдары оның қолданылуы біртіндеп кеңейді, мысалы, электрлік құрылғыларда, өнеркәсіптік электр құралдарында, өнеркәсіптік электр құралдарында, өнеркәсіптік тұтынушылық электр құралдарында автоматтандыру және басқа сценарийлер.
Қуыс шыныаяқ қозғалтқышының әртүрлі өнімділігі оның әртүрлі салаларда қолданылуына сәйкес келеді: 1) шағын өлшемділік, жеңіл салмақ және үлкен қуат пен көлемдік қатынас сипаттамалары оны салмақты талап ететін аймақтар үшін қолайлы етеді, мысалы, ұшақтың салмағын барынша азайта алатын әртүрлі ұшақ түрлері және т.б.; Ол сонымен қатар электрлік тіс щеткалары мен портативті электр желдеткіштері сияқты әртүрлі тұтынушылық электронды өнімдерде кеңінен қолданылады. 2) Жылдам іске қосу және тежеу және өте жылдам әрекет ету сипаттамалары оны жылдам автоматты басқаруға қол жеткізуді қажет ететін аймақтарға қолайлы етеді, мысалы, жоғары басқару өнімділігі талаптарымен зымыран бағытын реттеу, жоғары жылдамдықты оптикалық жетекті қадағалау, жоғары сезімтал жабдықтар, өнеркәсіптік роботтар және т.
Гуманоид робот қуыс шыныаяқ мотор қосымшаларының жаңа көк мұхитын ашады. Tesla шығарған адам тәрізді робот Optimus соңғы әзірлемелері бойынша, әр қол алты жетекті және 11 еркіндік дәрежесін, бас бармақ үшін екі жетекті және қалған төрт саусақтың әрқайсысы үшін бір жетекті қамтиды және қол 20 фунтқа дейін жүк көтере алады. Қолды біріктіру модулі негізінен қуыс шыныаяқ моторынан, дәл планеталық редуктордан, шарикті бұрандадан және сенсордан тұрады. Қуыс шыныаяқ моторы саусаққа қозғалу мүмкіндігін береді, дәл планеталық беріліс қорабы манипуляторға дәлірек орналасуға және икемді пайдалануға мүмкіндік береді, кодер жоғары дәлдіктегі позиция туралы кері байланыс пен қолдың жылдамдығы туралы кері байланысты қамтамасыз етеді, ал сенсор роботқа адамға ұқсас қабылдау функциясы мен реакция қабілетіне ие болуға мүмкіндік береді. Масктың айтуынша, болашақта адам тәрізді роботтардың саны адамдар санынан асып түседі және ұзақ мерзімді перспективада 100 миллиард бірлік деңгейіне жетеді деп күтілуде. Қуыс шыныаяқ моторы - бұл робот қолының сенімділігі жоғары техникалық шешімі. Гуманоидты роботтар қолына 6 қуыс шыныаяқ моторын пайдаланады, соңғы жағдайды ескере отырып, гуманоидты роботтар бір миллиард бірлік деңгейіне жетеді деп күтілуде, егер гуманоидты роботтардың жаппай өндірісі қону қуыс шыныаяқ моторымен байланысты кәсіпорындардың кірісінің өсуіне әкеледі.
