프레임리스 토크 모터는 최신 정밀 장비의 핵심 동력원 역할을 하며, 그 성능은 고급 장치의 정확성과 신뢰성을 직접적으로 결정합니다. 프레임형 모터와 달리 하우징과 베어링 구조가 없기 때문에 장비 제조업체가 모터를 기계 시스템에 직접 통합할 수 있으므로 공간이 절약되고 무게가 줄어들며 전체 시스템 성능이 향상됩니다..
프레임리스 토크 모터의 생산은 재료 과학, 정밀 기계 및 전자기학을 결합한 예술입니다. 공정 중 권취, 삽입, 분절형 원형 조립이 코어의 핵심입니다.
01 프레임리스 토크 모터의 기본
프레임리스 토크 모터와 기존 모터의 가장 큰 차이점은 하우징, 베어링 또는 출력 메커니즘이 없으며 고정자와 회전자의 두 가지 구성 요소로만 구성된다는 것입니다.
이 설계를 통해 고객의 기계 시스템에 직접 통합할 수 있으므로 산업용 로봇, 항공우주 및 정밀 의료 장비와 같이 공간, 무게 및 정밀도에 대한 요구 사항이 매우 높은 응용 분야에 특히 적합합니다.
모터의 고정 부분인 고정자에는 전자기장을 생성하는 권선과 철심이 포함되어 있습니다. 로터는 일반적으로 영구 자석이 장착된 회전 부품입니다. 이들 사이의 에어 갭의 정확성은 일반적으로 마이크로미터 수준 에서 제어되어야 합니다.모터의 성능과 효율성을 직접적으로 결정하는
02 권취공정: 정밀코일의 탄생
권선은 프레임리스 토크 모터 생산의 첫 번째 핵심 공정으로, 설계 요구 사항에 따라 구리선을 지정된 코일 모양으로 권선하는 것을 목표로 합니다.
재료 선택 및 준비
권선에는 일반적으로 고순도 무산소 구리 에나멜 와이어 (순도 ≥ 99.95%)가 사용됩니다. 폴리이미드와 같은 재료로 표면 절연이 이루어질 수 있는 고전력 애플리케이션의 경우 슬롯 충진율과 열 방출 성능을 향상시키기 위해 직사각형 구리선을 선택할 수 있습니다.
와인딩 공정 및 제어
와인딩 공정은 와인딩 기계 에서 수행되어야 합니다. 정밀한 장력 제어 시스템과 카운터를 갖춘 전용 작동 중에는 먼저 와이어의 시작 부분을 적절한 길이로 남겨두고 고정합니다. 그런 다음 와인딩 머신을 시작하여 와이어가 교차하지 않고 슬롯에서 왼쪽에서 오른쪽으로 깔끔하고 단단하게 배열됩니다.
정밀한 제어가 중요합니다. 코일 회전 수는 최소한의 공차로 설계 요구 사항을 충족해야 합니다. 와이어 배열은 촘촘하고 평평해야 하며 교차되거나 겹치는 것을 피해야 합니다. 절연체 손상을 방지하려면 장력이 균일해야 합니다.
프로세스 과제와 혁신
권선은 프레임리스 토크 모터의 소형 고정자에 특히 어렵습니다. 최근에는 범용 삽입 고정 장치가 등장했습니다. 조정 가능한 배플 및 클램프 플레이트 설계를 통해 다양한 모터 모델의 삽입 요구 사항에 적응할 수 있어 생산 효율성과 금형 활용도가 크게 향상됩니다.
03 삽입 과정: 철심에 코일을 넣는 기술
삽입은 권선된 코일을 고정자 철심의 슬롯에 삽입하는 과정입니다. 이는 뛰어난 기술과 광범위한 경험이 필요한 매우 섬세한 작업입니다.
삽입 전 준비
삽입하기 전에 다양한 도구를 준비해야 합니다: 압착판, 슬롯 라이너, 곡선 가위, 삽입 바늘, 나무망치, 대나무 스트립 등. 동시에 슬롯 절연은 절연지를 'U' 모양으로 접어 슬롯에 삽입하여 코일에 절연 보호를 제공해야 합니다.
삽입 기술 및 기술
삽입 작업에는 일련의 정밀한 기술이 필요합니다.
1. 핀칭 플랫:
양손을 사용하여 코일의 직선 모서리 부분을 집고 압축하여 철심에 닿지 않고 고정자 보어에 들어갈 수 있도록 너비를 줄입니다.
2. 비틀기:
코일의 양쪽을 같은 방향으로 비틀면 전선이 한쪽으로 비틀립니다.
3. 빗질:
모서리 플랫 근처의 아래쪽 직선 가장자리를 집고 아래쪽으로 밀어서 빗질하여 평평한 줄 모양을 만듭니다.
삽입하는 동안, 조여진 유효 가장자리의 뒤쪽 끝은 철심 끝면의 슬롯 구멍 쪽으로 기울어져야 합니다. 고정자의 다른 쪽 끝에서 코일을 수용하고 양손을 협력하여 유효 가장자리를 슬롯 입구로 누릅니다.
품질 관리 및 절연 처리
와이어를 삽입한 후 슬롯 라이너를 사용하여 와이어를 한 방향으로 직선으로 빗질합니다 . 슬롯 내에서 그런 다음 프레싱 플레이트를 사용하여 슬롯의 와이어를 평평하게 하고 슬롯 폐쇄 스트립과 웨지를 삽입합니다.
의 경우 프레임리스 토크 모터의 소형 고정자 삽입 시 안정성 제어가 어렵습니다. 새로운 범용 삽입 장치는 슬라이딩 배플과 특수 클램프 플레이트가 포함된 조정 가능한 설계를 사용하여 다양한 크기의 고정자를 효과적으로 고정하고 삽입 과정에서 안정성을 보장합니다.
04 분할된 라운드 조립 공정: 정밀도 보장의 핵심
세그먼트 고정자는 프레임리스 토크 모터의 일반적인 구조로, 전체 고정자가 여러 세그먼트로 나누어 별도로 감겨진 다음 완전한 원으로 조립됩니다. 이 설계는 슬롯 충진율을 향상시키고, 코일 끝 회전을 단축하며, 모터의 전자기 성능에 큰 이점을 제공할 수 있습니다.
라운드 어셈블리의 과제
분할된 고정자를 완전한 원으로 조립할 때 가장 큰 과제는 고정자 내경의 진원도 공차를 보장하는 것입니다 . 세그먼트에 가해지는 힘이 고르지 않으면 고정자 내부 원의 진원도 공차가 커져 결과적으로 모터 에어 갭이 고르지 않게 되고 코깅 토크 및 토크 리플이 증가하며 심지어 일방적인 자기 당김과 같은 문제도 발생할 수 있습니다.
혁신적인 원형 조립 방법
이 문제를 해결하기 위해 고급 원형 조립 공정에서는 다양한 혁신적인 방법을 사용합니다.
고정 장치를 이용한 열 수축 방법 : 각 고정자 철심 세그먼트의 내부 아크 표면은 조립 고정 장치의 외부 원통형 표면에 밀접하게 끼워집니다. 외부 후프 고정 장치로 단단히 고정한 후 220°C~240°C로 가열된 모터 하우징은 분할된 고정자 철심의 외부 원통형 표면에 열적으로 수축됩니다. 하우징이 냉각된 후 고정 장치가 제거됩니다. 이 방법은 고정자 내부 원의 진원도 공차를 0.05mm 이내로 제어할 수 있으며 이는 기존 방법에 비해 3~4단계 공차 등급이 향상되었습니다.
전자기 원형 조립 방법 : 이것은 권선 코일이 있는 모든 분할된 고정자 철심이 방사형 위치 지정을 위해 위치 지정 키를 삽입하여 조립 고정구의 베이스에 수직으로 배치되는 새로운 방법입니다. 그런 다음 고정자 철심의 베이스와 내부 보어 사이에 고정자 압력판을 삽입하고 볼트로 고정합니다.
이어서, 각 분할된 고정자 철심의 코일 권선은 DC 전원 공급 장치에 연결되어 각 고정자 세그먼트에 자성을 부여하여 자기 고정자 압력판과 함께 단단히 흡입됩니다. 그런 다음 하우징의 용접 또는 열 수축이 발생합니다. 이 방법은 자기력을 통해 원형 조립 정밀도를 보장하며, 전류를 조절하여 힘의 크기를 제어할 수 있습니다.
자동화된 라운드 조립 장비
자동화된 원형 조립 메커니즘은 턴테이블을 구동하기 위해 단 하나의 회전 모터를 사용하여 여러 코일 고정자의 원형 조립을 완료할 수 있습니다. 턴테이블의 가장자리에는 턴테이블의 반경과 교차하도록 설정된 경사 슬롯이 있습니다. U자형 슬라이더와 롤러 메커니즘을 통해 회전 운동이 선형 운동으로 변환되어 고정자 세그먼트를 중앙으로 밀어 모아줍니다.
이 메커니즘의 장점은 하나의 드라이브 장치가 여러 세그먼트의 동기식 이동을 완료하여 자원 낭비와 생산 비용을 크게 줄일 수 있다는 것입니다. 턴테이블의 회전 진폭을 제어함으로써 어셈블리 크기를 조정하여 다양한 고정자 사양의 원형 어셈블리 요구 사항을 수용할 수도 있습니다.
05 품질검사: 우수성 추구
프레임리스 토크 모터의 생산 공정에서는 품질 검사가 전체적으로 진행되어 모든 단계가 설계 요구 사항을 충족하는지 확인합니다.
권선 후에는 해야 합니다 . 코일 감은 수 와 DC 저항을 확인하여 설계에 맞는지 확인 삽입하는 동안 슬롯의 전선이 깔끔하고 평행한지, 절연체가 이동되었는지 지속적으로 확인해야 합니다. 원형 조립 후 고정자 내부 원의 원형도 공차가 허용 범위 내에 있는지 검사해야 합니다.
용접된 부품의 경우, 양호한 접촉과 충분한 기계적 강도를 보장하기 위해 납땜 접합의 품질을 검사해야 합니다. 단락이나 누전의 위험이 없는지 확인하려면 내전압 시험을 통해 절연 성능을 검증해야 합니다.
06 향후 개발 동향
프레임리스 토크 모터의 생산 기술은 여전히 지속적으로 개발되고 혁신되고 있습니다. 미래 동향은 주로 다음과 같습니다.
자동화 및 인텔리전스:
산업용 로봇공학 및 지능형 제어 기술의 발전으로 프레임리스 토크 모터의 생산 공정은 정밀도와 효율성을 향상시키기 위한 포괄적인 자동화 및 지능화 방향으로 나아가고 있습니다.
신소재의 응용:
새로운 절연 재료, 자성 재료 및 전도성 재료를 사용하면 모터 성능과 신뢰성이 더욱 향상됩니다.
프로세스 혁신:
레이저 용접, 진공 압력 함침(VPI) 등 새로운 공정이 지속적으로 등장하여 모터의 품질 등급을 지속적으로 향상시키고 있습니다.
모듈화 및 표준화:
모듈화 및 표준화된 설계를 통해 생산 비용을 절감하고 제품 적용성을 향상시켜 프레임리스 토크 모터를 더 넓은 분야에 적용할 수 있습니다.
공정이 발전함에 따라 프레임리스 토크 모터는 더 높은 출력 밀도, 더 작은 크기 및 더 높은 정확도를 달성하게 됩니다. 분할된 고정자의 원형 조립 정확도는 마이크로미터 수준 에 도달 하고 권선 및 삽입 프로세스는 자동화된 장비에 의해 완전히 완료됩니다.
프레임리스 토크 모터의 생산 공정은 모든 링크가 엔지니어의 지혜와 장인 정신을 구현하는 정밀 제조의 축소판입니다.
