중공 컵 모터 (Micro Coreless Motor)는 특수 DC 모터입니다. 전통적인 DC 모터는 고정자와 로터의 두 핵심 부분으로 구성된 산업 생산, 가정용 기기, 운송 및 기타 필드에서 널리 사용되며, DC 모터의 고정 부분을 고정자라고하며, 고정자의 주요 역할은 프레임, 주요 폴, 역전, 끝 캡 및 브러시 장치로 구성된 자기장을 생성하는 것입니다. 일반적으로 사용되는 고정자 자석 재료에는 NDFEB, 사마륨 코발트, 알루미늄 니켈 코발트 및 페라이트가 포함됩니다. 작동 중에 회전하는 부분을 로터라고하며 주요 역할은 에너지 변환을위한 DC 모터의 허브 인 전자기 토크와 유도 전자력을 생성하는 것입니다. 따라서 일반적으로 회전 샤프트, 전기자 코어, 전기자 권선, 통근 기 및 팬으로 구성된 전기자라고합니다.
중공 컵 모터는 구조의 구조적 DC 모터의 구조적 형태를 통과하여 구조적으로 회전을 사용하며 전기자 권선은 워터 컵과 비슷한 중공 컵 코일이므로 'Hollow Cup Motor '라고합니다. 중공 컵 모터는 DC, 영구 자석, 서보 마이크로 모터에 속합니다. 이 소설 로터 구조는 중공 컵 모터가 다음과 같은 탁월한 특성을 갖습니다. 에너지 절약 특성 : 코어 프리 설계는 철 코어에서 와전류 형성으로 인한 전력 손실을 완전히 제거하고 에너지 변환 효율이 매우 높으며 최대 효율은 70%이상이며 일부 제품은 일반적으로 90%이상에 도달 할 수 있습니다 (철분 코어 모터는 70%입니다). (2) 제어 특성 : 빠른 시작 및 제동, 빠른 응답, 기계식 시간 상수 28 밀리 초 미만, 일부 제품은 10 밀리 초 미만 (코어 모터는 일반적으로 100 밀리 초 이상)에 도달 할 수 있습니다. 권장 작동 영역의 고속 러닝 상태에서 속도를 쉽게 쉽게 조정할 수 있습니다. (3) 드래그 특성 : 작동 안정성은 매우 신뢰할 수 있으며, 속도의 변동은 매우 작으며, 마이크로 모터가 2%이내에 속도 변동을 쉽게 제어 할 수 있습니다. ④ 경량 특성 : 동일한 전력 코어 모터와 비교하여 무게와 부피는 1/3-1/2로 감소하고 에너지 밀도가 크게 향상됩니다. 중공 컵 모터의 핵심 지표는 파워 밀도, 즉 출력 전력 대 무게 또는 부피의 비율입니다. 철 코어가없는 로터는 분자 끝에서 와전류 및 히스테리시스 손실을 제거하고 에너지 전환 효율을 향상시킵니다. 분모 끝에서의 무게와 부피 감소.
브러시는 다음의 중요한 구성 요소입니다 브러시드 모터 . 회전 부품과 고정 부품 사이의 전류를 수행하는 흑연으로 더 만들어 졌기 때문에 탄소 브러시라고도합니다. 일반 DC 모터에서 로터 회전을 유지하려면 로터 전류 방향을 실시간으로 변경해야하므로 정류기와 카본 브러시를 사용해야합니다. 브러시리스 모터는 기계식 브러시 통근 모드를 취소하므로 전자 정류를 완료하기 위해 로터 위치를 감지해야합니다. 로터 위치 정보를 얻는 두 가지 일반적인 방법이 있습니다. (1) 센서리스 제어 모드, 모터가 작동 중일 때 로터 위치는 모터에 의한 측정 가능한 변수 페드백에 의해 결정됩니다. 위치 센서 제어 모드 인 모터 로터 위치는 모터 내부의 위치 센서에 의해 직접 감지됩니다. 일반적으로 사용되는 위치 센서는 홀 센서, 광전자 인코더, 로터리 변압기 등입니다. 홀 센서 감지 정확도는 높지 않지만 가격은 낮습니다. 광전자 인코더 및 로터리 변압기 위치 감지는 정확하고 오류는 작으며 일반적으로 자기장 방향 제어 및 직접 토크 제어와 같은 고성능 제어 시스템에 사용됩니다.
구조에 따른 중공 컵 모터는 브러시와 브러시리스 두 종류로 나눌 수 있습니다. brush 브러쉬 한 중공 컵 모터 (DC 브러시 링 코레스 모터, 철 코어가없는 로터라고도 함) : 일반적으로 쉘에 의해 기계식 브러시 정류기 사용, 소프트 자기 재료 내부 고정자, 영구 자석 고정자, 중공 로터 전기자 조성물. 중공 컵 브러시 모터가 활력을 불어 넣으면 와인딩이 전류를 통과하여 토크를 생성하고 로터가 회전하기 시작합니다. 로터가 특정 각도로 전환되면 브러시는 기계식 정류기를 사용하여 전류 방향을 변경하여 출력 토크 방향이 변하지 않도록합니다. Hollow Cup 브러시 모터는 브러시 정류를 사용하기 때문에 모터 작동 중에 특정 상대 마찰이있어 노이즈, 전기 스파크 및 모터의 서비스 수명을 줄입니다. 일반적으로 국내 '중공 컵 모터 '는 일반적으로 브러시 모터를 의미합니다. Brushless 중공 컵 모터 (DC 브러시리스 슬롯리스 모터, 철 코어없는 고정자라고도 함) : 일반적으로 쉘, 소프트 자기 재료, 절연 재료 및 고정자 및 영구 자기 강 회전으로 구성된 중공 컵 전기자에 의한 전자 정류 사용. 중공 컵 브러시리스 모터는 전자 부품의 온 오프를 제어하여 역전의 효과를 달성함으로써 다른 권선을 회로에 연결합니다. 이 통근 모드는 중공 컵 브러시리스 모터가 고효율, 작은 토크 변동, 높은 서비스 수명, 소형 구조, 쉬운 유지 보수 등의 특성을 갖습니다.
1.2. 핵심 장벽 : 와인딩 과정
중공 컵 모터의 공정 흐름은 복잡하며 가공 난이도는 일반적인 DC 슬롯 모터보다 훨씬 많습니다. Dingzhi 기술의 DC 슬롯리스 모터 (즉, 중공 컵 모터 제품)를 예로 들어, 전면 코일 와인딩, 중간 베어링, 맨드 릴,지지 링 및 기타 코어 부품 설치에 이르기까지 후면 커버 설치 및 회로 보드 용접 라인 등에 이르기까지 거의 30 개의 프로세스가 포함 된 복잡성은 시행 된 DC 슬롯 모터보다 훨씬 더 많습니다. 코일 생산은 에나멜 와이어 - 와인딩 - 가열 성형 - 와이어 스트리핑, 공통 와이어 연결 - 코일 설치 등의 과정을 거쳐야합니다.
그 중에서도 코일 제조는 중공 컵 모터의 핵심 공정 중 하나입니다. 코스리스 자체지지 권선은 소위 에나멜 와이어로 만들어 졌는데,이 전선은 외부에 페인트 코트가있는 절연 구리 와이어입니다. 제조 공정에서, 인접한 와이어의 페인트는 압력과 온도를 적용하여 함께 융합됩니다. 적절한 결합 (테이프 또는 유리 섬유)은 권선의 강도 및 형태 안정성을 더욱 향상시킬 수 있으며, 이는 특히 고전류 하중에서 중요합니다.
Hollow Cup Motor Coil의 생산 기술은 주로 코일의 형성 방법에 따라 세 가지 범주로 나뉩니다. 1) 수동 권선. 핀 삽입, 수동 권선, 수동 배선 및 생산 단계를 포함한 일련의 복잡한 프로세스를 통해. 2) 와인딩 생산 기술. 와인딩 생산 기술은 반자동 생산이며, 에나멜 와이어는 먼저 다이아몬드 모양의 단면으로 메인 샤프트에 순차적으로 상처를 입히고, 필요한 길이에 도달 한 후 제거 된 다음 와이어 플레이트에 평평하게 처리 한 후 마지막으로 와이어 플레이트가 컵 모양의 코일에 감겨 있습니다. 와인딩 중공 컵을 예를 들어, 제조 공정은 대략 다음 단계로 나눌 수 있습니다. (1) 육각형 와이어 빌릿 코일의 권선 : 경사 와인딩 그룹 와인딩 머신에서 수행됩니다. wire 와이어 블랭크 코일에는 두 조각의 모양의 압력 민감한 테이프가 붙여져 있으며 평평하게됩니다. ③ 평평한 : 모양 플레이트가 와이어 블랭크 코일에 삽입되고 코일이 평평해진 다음 평평한 기계로 보내어 평평하게 평평한 와이어 블랭크가됩니다. 대나무 스크레이퍼로 모양. 여분의 테이프를 잘라내어 하나의 히치 만 남겨두면 힐이 줄을 형성 할 수 있도록 히치는 평평한 가닥의 약간 올라가는쪽에 남겨 두어야합니다. Coil : 평평한 와이어 블랭크는 중공 컵 코일 기계의 코일에 공급되므로 와이어 블랭크가 끝에 연결되고 테이프가 와이어 블랭크 헤드의 표면에 붙여 넣어 중공 컵 코일이됩니다. Epoxy 에폭시 형성 : 에폭시 접착제를 코팅 한 후 오븐에 넣어 경화 및 형성을 위해 오븐에 넣으십시오. 3) 하나의 성형 생산 기술. 와인딩 머신은 자동화 장비를 통해 법에 따라 스핀들에 에나멜 와이어를 감고 한 번에 컵에 감고 한 번에 코일을 벗고 롤링 및 평평한 것과 같은 여러 공정이 필요하지 않습니다.
해외 와인딩 프로세스 초기에 개발 된 자동화 정도는 국내보다 높습니다. 국내는 주로 와인딩 생산을 채택하고, 공정은 더 복잡하고, 근로자의 노동 강도가 크고, 더 두꺼운 와이어 직경으로 코일을 완성 할 수 없으며 스크랩 속도가 높을 수 있습니다. 외국은 주로 일회성 상처 생산 기술, 높은 자동화, 높은 생산 효율, 코일 지름 범위, 우수한 코일 품질, 타이트한 배열, 모터 유형, 우수한 성능을 사용합니다. 중공 컵 모터는 와인딩 방법에 따라 직선 상처, 안장 모양 및 경사 상처로 나눌 수 있습니다. 1958 년 독일의 Dr. Fff Aulhaber (폰 하버)는 경사 와인딩 코일 와인딩 기술을 개발했으며 1965 년에 중공 컵 모터의 로터 코일의 경사 와인딩의 특허 기술을 얻었습니다. 독일, 스위스, 일본 및 기타 중공 컵 운동 개발 초기에는 바람 과정이 풍부한 경험이 축적되었습니다. 세계의 3 가지 주요 중공 컵 모터 중 스위스 맥슨은 주로 직선 상처 모양과 안장 모양을 사용하며 독일 Faulhaber와 Swiss Portescap은 대부분 경사 상처 모양을 사용합니다. 직선형 와인딩 과정은 더 복잡하며, 주로 긴 와인딩 구조에 사용되며 종종 다중 와인딩으로 만들어집니다. 안장 모양은 코일 두께를 줄이고, 고전력 밀도 모터에서 효과적으로 자기 공기 갭을 줄이고, 절단 자기장의 길이를 증가 시키며, 고정자 자기를 더 잘 활용할 수 있습니다. 비교적 단순한 와인딩, 단단한 배선, 대규모 배치 생산에 적합한 경사 와인딩.
권선은 중공 컵 모터의 핵심 기술 장벽입니다. ① 디자인 링크 : 해외 3 가지 주요 기술 1960 년대에 시작된 국내 중공 컵 모터는 늦게 시작되었고, 연구가 적고, 재료 세분화 등급의 조합, 모터를 최적화하기위한 로터 컵 유형, 체계적인 포워드 설계 부족, 시스템 드라이브 체계 구성 및 제품 설계 기능의 맞춤형 요구 사항 부족; ② 가공 링크 : 전통적인 브러시리스 모터, 브러시 모터, 서보 모터와 비교할 때, 중공 컵 모터의 구조는 이빨이없는 그루브 구조에 속하며, 고정 홈이 없으며, 모든 에나멜 과이어는 중단 된 권선이 없으며, 내부 지지대가 없으며 초기 수확량이 낮습니다. 와인딩 정확도 측면에서, 중공 컵 모터의 정밀 요구 사항은 전통적인 모터의 정밀 요구 사항보다 높습니다. 중공 컵 모터 자체는 크기가 작고 오류에 대한 공차는 일반적인 영구 자석 모터 및 스테퍼 모터의 오류보다 낮으며 처리 정확도는 자기장의 안정성에 직접적인 영향을 미칩니다. 와이어 두께와 와인딩 회전의 차이는 와인딩 저항 값, 시작 전류, 속도 상수 및 기타 모터 매개 변수가 큰 차이를 갖습니다. 이로 인해 국내 제조업체는 생산 및 처리 링크의 정밀, 수율 및 자동화를 개선해야합니다. 해외와 비교할 때 중국은 와인딩 장비 측면에서도 상대적으로 약합니다. 와인딩 장비는 자동 및 수동 비 자극 장비로 나눌 수 있습니다. 해외와 비교할 때 중국의 와인딩 장비의 자동화 정도는 상대적으로 낮습니다. 세계 최고의 와인딩 장비 제조업체로는 스위스의 유성, 타나카 세이키 (Tanaka Seiki Co., Ltd. of Japan) 및 Hitote Mechanical Engineering Co., Ltd가 있습니다. 국내 기업은 여전히 장비 측면에서 비교적 빈 상태이며 일본어 와인딩 장비를 더 많이 구매하며 가격은 수십만에서 수백만입니다. 중국의 상대적으로 대표적인 회사에는 Zhongspecial Technology, Dongguan Taili Electronic Machinery Co., Ltd., Qinlian Technology, Kunshan Cook 등이 있습니다.
1.3 다운 스트림 애플리케이션 : 중공 컵 모터의 특성은 다운 스트림 응용 시나리오를 결정합니다.
할로우 컵 모터는 마이크로 모터에 속하며, 상류 원료는 구리, 강철, 자기 강, 베어링, 플라스틱 등을 포함한 마이크로 모터의 원료와 유사합니다. 중공 컵 모터는 원래 항공, 항공 우주, 군사 및 기타 최첨단 산업에서 사용되었으며, 최근 몇 년 동안 민간 산업으로 점진적으로 확대되었습니다.
중공 컵 모터의 다양한 성능은 다른 필드에서의 적용에 해당합니다. 1) 작은 크기, 경량 및 큰 전력 비율의 특성은 항공기의 무게를 최소화 할 수있는 다양한 유형의 항공기 등과 같은 높은 중량 요구 사항이있는 영역에 적합합니다. 또한 전기 칫솔 및 휴대용 전기 팬과 같은 다양한 소비자 전자 제품에서 널리 사용됩니다. 2) 빠른 시작 및 제동 및 매우 빠른 응답의 특성으로 인해 높은 제어 성능 요구 사항, 고위급 광학 드라이브 추적 관찰, 고위도적 인 광학 구동 추적 관찰, 산업용 로봇 등과 같은 미사일 방향 조정과 같은 빠른 자동 제어를 달성 해야하는 지역에 적합합니다.
휴머노이드 로봇은 중공 컵 모터 애플리케이션의 새로운 푸른 바다를 엽니 다. Tesla가 발표 한 휴머노이드 로봇 인 Optimus의 최신 개발에 따르면, 각 손에는 6 개의 드라이브와 11 도의 자유, 2 개의 드라이브 및 다른 4 개의 손가락 각각에 대한 1 개의 드라이브가 포함되며, 손은 최대 20 파운드를 운반 할 수 있습니다. 핸드 조인트 모듈은 주로 중공 컵 모터, 정밀 행성 감소기, 볼 스크류 및 센서로 구성됩니다. Hollow Cup 모터를 사용하면 손가락이 움직일 수 있으며 정밀 행성 기어 박스를 사용하면 조작자가보다 정확하게 위치하고 더 유연하게 사용할 수있게되며 인코더는 손의 고정화 위치 피드백과 속도 피드백을 제공하며 센서는 로봇이 사람과 같은 지각 기능 및 반응 능력을 갖도록 할 수 있습니다. 머스크에 따르면, 미래의 휴머노이드 로봇의 수는 인간의 수를 초과 할 것이며 장기적으로 1,000 억 대에 도달 할 것으로 예상된다. Hollow Cup Motor는 확실성을 가진 로봇 핸드의 주류 기술 솔루션입니다. 휴머노이드 로봇은 최종 상황을 고려할 때 손당 6 개의 중공 컵 모터를 사용합니다. 휴머노이드 로봇은 휴머노이드 로봇 착륙의 대량 생산이 중공 모터 관련 기업 수익 성장을 당할 것입니다.
