Motor cawan berongga (motor tanpa teras mikro) ialah motor DC khas. Tradisional Motor DC digunakan secara meluas dalam pengeluaran perindustrian, perkakas rumah, pengangkutan dan bidang lain, terdiri daripada dua bahagian teras stator dan rotor, bahagian pegun motor DC dipanggil stator, peranan utama stator adalah untuk menjana medan magnet, terdiri daripada bingkai, tiang magnet utama, tiang undur, penutup hujung, galas dan peranti berus. Bahan magnet stator yang biasa digunakan termasuk Ndfeb, Samarium kobalt, aluminium nikel kobalt dan ferit. Bahagian yang berputar semasa operasi dipanggil rotor, dan peranan utamanya adalah untuk menghasilkan tork elektromagnet dan daya gerak elektrik teraruh, yang merupakan hab motor DC untuk penukaran tenaga, jadi ia biasanya dipanggil angker, yang terdiri daripada aci berputar, teras angker, penggulungan angker, komutator dan kipas.
Motor cawan berongga memecahkan bentuk struktur motor DC tradisional dalam struktur, menggunakan pemutar tanpa teras, dan penggulungan angkernya ialah gegelung cawan berongga, bentuknya serupa dengan cawan air, jadi ia dipanggil 'motor cawan berongga'. Motor cawan berongga kepunyaan DC, magnet kekal, motor mikro servo. Struktur pemutar novel ini menjadikan motor cawan berongga mempunyai ciri-ciri yang sangat baik berikut: ① Ciri-ciri penjimatan tenaga: Reka bentuk bebas teras menghapuskan sepenuhnya kehilangan kuasa yang disebabkan oleh pembentukan arus pusar dalam teras besi, dan kecekapan penukaran tenaga adalah sangat tinggi, kecekapan maksimum biasanya lebih daripada 70%, dan sesetengah produk boleh mencapai lebih daripada 90% (motor teras besi pada umumnya 70%); (2) Ciri-ciri kawalan: permulaan dan brek pantas, tindak balas pantas, pemalar masa mekanikal kurang daripada 28 milisaat, sesetengah produk boleh mencapai kurang daripada 10 milisaat (motor teras biasanya lebih daripada 100 milisaat); Kelajuan boleh diselaraskan dengan mudah secara sensitif di bawah keadaan larian berkelajuan tinggi di kawasan operasi yang disyorkan; (3) Ciri-ciri seret: Kestabilan operasi sangat dipercayai, turun naik kelajuan sangat kecil, sebagai motor mikro, turun naik kelajuannya boleh dikawal dengan mudah dalam 2%; ④ Ciri ringan: berbanding dengan motor teras kuasa yang sama, berat dan isipadunya dikurangkan sebanyak 1/3-1/2, dan ketumpatan tenaga bertambah baik. Penunjuk teras motor cawan berongga ialah ketumpatan kuasa, iaitu nisbah kuasa keluaran kepada berat atau isipadu. Rotor tanpa teras besi menghilangkan arus pusar dan kehilangan histeresis pada hujung molekul dan meningkatkan kecekapan penukaran tenaga. Berat dan isipadu dikurangkan pada hujung penyebut.
Berus adalah komponen penting dalam motor berus , bertanggungjawab untuk mengalirkan arus antara bahagian berputar dan bahagian pegun. Kerana ia lebih diperbuat daripada grafit, ia juga dipanggil berus karbon. Dalam motor DC biasa, untuk memastikan pemutar berputar, arah arus pemutar perlu diubah dalam masa nyata, jadi komutator dan berus karbon perlu digunakan. Motor tanpa berus membatalkan mod pertukaran berus mekanikal, jadi kedudukan pemutar perlu dikesan untuk melengkapkan pertukaran elektronik. Terdapat dua cara biasa untuk mendapatkan maklumat kedudukan pemutar: (1) mod kawalan tanpa sensor, apabila motor sedang berjalan, kedudukan pemutar ditentukan oleh pembolehubah yang boleh diukur yang disuap balik oleh motor; Mod kawalan sensor kedudukan, kedudukan rotor motor dikesan secara langsung oleh sensor kedudukan di dalam motor. Penderia kedudukan yang biasa digunakan ialah penderia Hall, pengekod fotoelektrik, pengubah putar dan sebagainya. Ketepatan pengesanan penderia dewan tidak tinggi, tetapi harganya rendah; Pengesanan kedudukan pengekod fotoelektrik dan pengubah putar adalah tepat dan ralatnya kecil, dan ia biasanya digunakan untuk sistem kawalan berprestasi tinggi, seperti kawalan orientasi medan magnet dan kawalan tork langsung.
Motor cawan berongga mengikut strukturnya boleh dibahagikan kepada dua jenis berus dan tanpa berus. ① Motor cawan berongga berus (juga dikenali sebagai motor tanpa teras berus DC, pemutar tanpa teras besi): Penggunaan komutator berus mekanikal, secara amnya oleh cangkerang, pemegun dalam bahan magnet lembut, pemegun magnet kekal, komposisi angker pemutar cawan berongga. Apabila motor berus cawan berongga ditenagakan, belitan mempunyai arus melalui, menjana tork, pemutar mula berputar, jika pemutar bertukar ke Sudut tertentu, berus menggunakan komutator mekanikal untuk menukar arah arus, supaya arah tork keluaran tidak berubah, pemutar terus berputar. Oleh kerana motor berus cawan berongga menggunakan pertukaran berus, terdapat geseran relatif tertentu semasa operasi motor, yang akan menghasilkan bunyi bising, percikan elektrik, dan mengurangkan hayat perkhidmatan motor. Secara amnya 'motor cawan berongga' secara amnya merujuk kepada motor berus; ② motor cawan berongga tanpa berus (juga dikenali sebagai motor tanpa slot tanpa berus DC, pemegun tanpa teras besi): Penggunaan pertukaran elektronik, secara amnya oleh cangkerang, bahan magnet lembut, bahan penebat dan angker cawan berongga yang terdiri daripada pemegun dan pemutar keluli magnet kekal. Motor tanpa berus cawan berongga menyambungkan belitan yang berbeza ke litar dengan mengawal on-off komponen elektronik untuk mencapai kesan pembalikan. Mod pertukaran ini menjadikan motor tanpa berus cawan berongga mempunyai ciri-ciri kecekapan tinggi, turun naik tork kecil, hayat perkhidmatan tinggi, struktur padat, penyelenggaraan mudah dan sebagainya.
1.2. Penghalang teras: proses penggulungan
Aliran proses motor cawan berongga adalah kompleks, dan kesukaran pemprosesan adalah jauh lebih banyak daripada motor berlubang DC biasa. Mengambil motor tanpa slot DC Teknologi Dingzhi (iaitu, produk motor cawan berongganya) sebagai contoh, dari penggulungan gegelung hadapan, galas tengah, mandrel, cincin sokongan dan pemasangan bahagian teras lain, ke pemasangan penutup belakang dan garisan kimpalan papan litar, dsb., yang melibatkan hampir 30 proses, kerumitannya jauh lebih daripada motor berslot DC biasa. Penghasilan gegelung perlu melalui proses wayar enamel - belitan - membentuk pemanasan - menanggalkan wayar, menyambung wayar biasa - pemasangan gegelung dan sebagainya.
Antaranya, pembuatan gegelung adalah salah satu proses teras motor cawan berongga. Penggulungan sokongan diri tanpa biji diperbuat daripada wayar yang dipanggil enamel, iaitu dawai tembaga bertebat dengan lapisan cat di luar. Dalam proses pembuatan, cat wayar bersebelahan disatukan dengan menggunakan tekanan dan suhu. Ikatan yang betul (pita atau gentian kaca) boleh meningkatkan lagi kekuatan dan kestabilan bentuk belitan, yang amat penting di bawah beban arus tinggi.
Teknologi pengeluaran gegelung motor cawan berongga terutamanya dibahagikan kepada tiga kategori mengikut kaedah pembentukan gegelung: 1) penggulungan manual. Melalui satu siri proses yang kompleks, termasuk memasukkan pin, penggulungan manual, pendawaian manual dan langkah-langkah lain untuk menghasilkan. 2) Teknologi pengeluaran penggulungan. Teknologi pengeluaran penggulungan adalah pengeluaran separa automatik, wayar enamel pertama kali digulung secara berurutan ke aci utama dengan keratan rentas berbentuk berlian, dan ia dikeluarkan setelah mencapai panjang yang diperlukan, dan kemudian diratakan ke dalam plat wayar, dan akhirnya plat wayar dililitkan ke dalam gegelung berbentuk cawan. Mengambil cawan berongga penggulungan sebagai contoh, proses pembuatan boleh dibahagikan secara kasar kepada langkah-langkah berikut: (1) Penggulungan gegelung bilet wayar heksagon: ia dijalankan pada mesin penggulungan kumpulan penggulungan condong; ② Gegelung kosong wayar ditampal dengan dua keping pita sensitif tekanan berbentuk, demoolding untuk diratakan; ③ Meratakan: plat bentuk dimasukkan ke dalam gegelung kosong wayar, dan gegelung diratakan, dan kemudian dihantar ke mesin perata untuk diratakan dan menjadi kosong wayar rata. Bentukkan dengan pengikis buluh. Potong lebihan pita, meninggalkan hanya satu halangan, halangan hendaklah dibiarkan pada bahagian yang sedikit dinaikkan pada helai rata, supaya kekili boleh membentuk satu baris; ④ Gegelung: kosong wayar rata dimasukkan ke dalam gegelung mesin gegelung cawan berongga, supaya wayar kosong disambungkan ke hujung, dan pita ditampal pada permukaan kepala kosong wayar untuk menjadi gegelung cawan berongga; ⑤ Menyalut pembentukan epoksi: Selepas menyalut pelekat epoksi, masukkannya ke dalam ketuhar untuk pengawetan dan pembentukan. 3) Satu teknologi pengeluaran acuan. Mesin penggulungan menggulung wayar enamel ke gelendong mengikut undang-undang melalui peralatan automasi, dan menanggalkan gegelung selepas digulung ke dalam cawan, membentuk pada satu masa, dan tidak memerlukan pelbagai proses seperti bergolek dan merata, dengan tahap automasi yang tinggi.
Proses penggulungan luar negara dibangunkan awal, tahap automasi lebih tinggi daripada domestik. Dalam negeri terutamanya menggunakan pengeluaran penggulungan, prosesnya lebih rumit, keamatan buruh pekerja adalah besar, tidak dapat melengkapkan gegelung dengan diameter wayar yang lebih tebal, dan kadar sekerap adalah tinggi. Negara asing terutamanya menggunakan teknologi pengeluaran luka sekali, automasi yang tinggi, kecekapan pengeluaran yang tinggi, julat diameter gegelung, kualiti gegelung yang baik, susunan yang ketat, jenis motor, prestasi yang baik. Motor cawan berongga boleh dibahagikan kepada luka lurus, bentuk pelana dan luka condong mengikut kaedah penggulungan. Pada tahun 1958, Dr.FF aulhaber (von Haber) dari Jerman membangunkan teknologi penggulungan gegelung condong, dan memperoleh teknologi paten penggulungan condong gegelung pemutar motor cawan berongga pada tahun 1965. Jerman, Switzerland, Jepun dan pembangunan motor cawan berongga lain lebih awal, dalam proses penggulungan telah mengumpul pengalaman yang kaya. Antara tiga motor hollow cup terkemuka di dunia, Swiss Maxon kebanyakannya menggunakan bentuk luka lurus dan bentuk pelana, dan Faulhaber Jerman dan Swiss Portescap kebanyakannya menggunakan bentuk luka condong. Proses penggulungan luka lurus adalah lebih rumit, dan ia kebanyakannya digunakan untuk struktur penggulungan panjang, selalunya diperbuat daripada pelbagai belitan. Bentuk pelana boleh mengurangkan ketebalan gegelung, mengurangkan jurang udara magnetik dengan berkesan pada motor ketumpatan kuasa tinggi, meningkatkan panjang medan magnet pemotongan, dan menggunakan kemagnetan stator dengan lebih baik; Penggulungan serong dibangunkan lebih awal, penggulungan yang agak mudah, pendawaian yang ketat, sesuai untuk pengeluaran kumpulan besar.
Penggulungan adalah penghalang teknikal teras motor cawan berongga. ① Pautan reka bentuk: tiga teknologi utama di luar negara berasal pada tahun 1960-an, motor cawan berongga domestik bermula lewat, kurang penyelidikan, kekurangan gabungan gred subbahagian bahan, jenis cawan pemutar untuk mengoptimumkan motor, kekurangan reka bentuk hadapan yang sistematik, kekurangan keperluan tersuai konfigurasi skema pemacu sistem dan keupayaan reka bentuk produk; ② Pautan pemprosesan: Berbanding dengan motor tanpa berus tradisional, motor berus, motor servo, struktur motor cawan berongga tergolong dalam struktur alur tanpa gigi, tiada alur tetap, semua wayar enamel digantung penggulungan, tiada sokongan dalaman, sangat sukar dalam proses, dan hasil awal adalah rendah. Dari segi ketepatan penggulungan, keperluan ketepatan motor cawan berongga adalah lebih tinggi daripada motor tradisional. Motor cawan berongga itu sendiri bersaiz kecil, dan toleransi terhadap ralat adalah lebih rendah daripada motor magnet kekal biasa dan motor stepper, dan ketepatan pemprosesan secara langsung mempengaruhi kestabilan medan magnet. Perbezaan ketebalan wayar dan belitan belitan menjadikan nilai rintangan belitan, arus permulaan, pemalar kelajuan dan parameter motor lain mempunyai perbezaan yang besar. Oleh sebab itu, pengeluar domestik perlu meningkatkan ketepatan, hasil dan automasi dalam pautan pengeluaran dan pemprosesan. Berbanding dengan luar negara, China juga agak lemah dari segi peralatan penggulungan. Peralatan penggulungan boleh dibahagikan kepada peralatan bukan automatik automatik dan manual. Berbanding dengan di luar negara, tahap automasi peralatan penggulungan di China agak rendah. Pengeluar peralatan penggulungan terkemuka dunia termasuk Meteor Switzerland, Tanaka Seiki Co., Ltd. dari Jepun dan Hitote Mechanical Engineering Co., LTD. Perusahaan domestik masih dalam keadaan yang agak kosong dari segi peralatan, dan mereka membeli lebih banyak peralatan penggulungan Jepun, dengan harga antara ratusan ribu hingga jutaan. Syarikat yang agak mewakili di China termasuk Zhongspecial Technology, Dongguan Taili Electronic Machinery Co., LTD., Qinlian Technology, Kunshan Cook dan sebagainya.
1.3 Aplikasi hiliran: Ciri-ciri motor cawan berongga menentukan senario aplikasi hiliran
Motor cawan berongga kepunyaan motor mikro, dan bahan mentah huluan adalah serupa dengan bahan mentah motor mikro, termasuk tembaga, keluli, keluli magnetik, galas, plastik, dan lain-lain. Motor cawan berongga pada asalnya digunakan dalam penerbangan, aeroangkasa, ketenteraan dan industri canggih lain, dalam beberapa tahun kebelakangan ini, aplikasinya secara beransur-ansur berkembang kepada industri awam, seperti automasi industri dan lain-lain.
Prestasi berbeza motor cawan berongga sepadan dengan aplikasinya dalam bidang yang berbeza: 1) ciri-ciri saiz kecil, ringan, dan nisbah kuasa kepada volum yang besar menjadikannya sesuai untuk kawasan yang mempunyai keperluan berat yang tinggi, seperti pelbagai jenis pesawat, dll., yang boleh meminimumkan berat pesawat; Ia juga digunakan secara meluas dalam pelbagai produk elektronik pengguna, seperti berus gigi elektrik dan kipas elektrik mudah alih. 2) Ciri-ciri permulaan dan brek yang cepat dan tindak balas yang sangat pantas menjadikannya sesuai untuk kawasan yang perlu mencapai kawalan automatik yang pantas, seperti pelarasan arah peluru berpandu dengan keperluan prestasi kawalan tinggi, susulan pemacu optik kadar tinggi, peralatan yang sangat sensitif, robot industri, dll. 3) Ciri-ciri kecekapan penukaran tenaga yang tinggi dan masa berjalan yang lama menjadikannya sesuai untuk semua jenis medan yang memerlukan penjimatan tenaga dan jangka hayat instrumen, medan kerja mudah alih dan hayat bateri.
Robot humanoid membuka lautan biru baharu bagi aplikasi motor cawan berongga. Menurut perkembangan terkini Optimus, robot humanoid yang dikeluarkan oleh Tesla, setiap tangan termasuk enam pemacu dan 11 darjah kebebasan, dua pemacu untuk ibu jari dan satu pemacu untuk setiap empat jari yang lain, dan tangan boleh membawa sehingga 20 paun. Modul sambungan tangan terutamanya terdiri daripada motor cawan berongga, pengurang planet ketepatan, skru bola dan sensor. Motor cawan berongga membolehkan jari mempunyai keupayaan untuk bergerak, kotak gear planet ketepatan membolehkan manipulator meletakkan kedudukan dengan lebih tepat dan menggunakan lebih fleksibel, pengekod memberikan maklum balas kedudukan ketepatan tinggi dan maklum balas kelajuan tangan, dan sensor membolehkan robot mempunyai fungsi persepsi dan keupayaan tindak balas seperti manusia. Menurut Musk, bilangan robot humanoid pada masa hadapan akan melebihi bilangan manusia, dan ia dijangka mencapai tahap 100 bilion unit dalam jangka masa panjang. Motor cawan berongga adalah penyelesaian teknikal arus perdana tangan robot dengan kepastian yang tinggi. Robot humanoid menggunakan 6 motor cawan berongga setiap tangan, memandangkan keadaan akhir, robot humanoid dijangka mencapai tahap satu bilion unit, jika pengeluaran besar-besaran robot humanoid mendarat, akan menarik pertumbuhan pendapatan perusahaan berkaitan cawan berongga.
