Motorul cu cupă goală (motorul micro -coreless) este un motor DC special. Tradiţional Motorul DC este utilizat pe scară largă în producția industrială, aparatele de uz casnic, transportul și alte câmpuri, compuse din două părți de bază ale statorului și rotorului, partea staționară a motorului DC se numește stator, rolul principal al statorului este de a genera un câmp magnetic, compus din cadru, principalul pol magnetic, reversarea polului, capacului de capăt, a dispozitivului de rulment și a periei. Materialele cu magnet stator utilizat frecvent includ NDFEB, Samarium Cobalt, Aluminiu Nichel Cobalt și Ferrită. Partea care se rotește în timpul funcționării se numește rotor, iar rolul său principal este de a produce cuplu electromagnetic și forță electromotivă indusă, care este butucul motorului DC pentru conversia energetică, astfel încât se numește de obicei armătură, care este compus din arbore rotativ, miez de armătură, înfășurare de armătură, comutator și ventilator.
Motorul cupei goale se rupe prin forma structurală a motorului DC tradițional în structură, folosind un rotor fără nucleu, iar înfășurarea armăturii este o bobină goală, în formă similară cu o cană de apă, deci se numește „motor cupă goală ”. Motorul cu ceașcă goală aparține DC, magnet permanent, servo micro -motor. Această nouă structură a rotorului face ca motorul cupei goale să aibă următoarele caracteristici excelente: ① Caracteristici de economisire a energiei: designul fără miez elimină complet pierderea de energie cauzată de formarea curenților de eddy în miezul de fier, iar eficiența conversiei energetice este foarte mare, eficiența maximă este în general mai mare de 70%, iar unele produse pot atinge mai mult de 90%(motoarele de bază sunt în general de 70%); (2) Caracteristici de control: pornire rapidă și frânare, răspuns rapid, constant de timp mecanic mai puțin de 28 de milisecunde, unele produse pot atinge mai puțin de 10 milisecunde (motoarele de bază sunt în general mai mult de 100 de milisecunde); Viteza poate fi ușor ajustată sensibil sub starea de rulare a vitezei mari în zona de operare recomandată; (3) Caracteristici de tracțiune: Stabilitatea funcționării este foarte fiabilă, fluctuația vitezei este foarte mică, ca micro -motor, fluctuația sa de viteză poate fi controlată cu ușurință la 2%; Caracteristici ușoare: în comparație cu același motor de miez de putere, greutatea și volumul său sunt reduse cu 1/3-1/2, iar densitatea energetică este mult îmbunătățită. Indicatorul miez al motorului cupei goale este densitatea puterii, adică raportul dintre puterea de ieșire și volumul. Rotorul fără nucleu de fier elimină pierderea curentului și a histerezei la capătul molecular și îmbunătățește eficiența conversiei energetice. Greutate și volum redus la capătul numitorului.
Peria este o componentă importantă a Motor periat , responsabil pentru conducerea curentului dintre piesele rotative și piesele staționare. Deoarece este mai făcut din grafit, se mai numește și pensulă de carbon. În motorul DC obișnuit, pentru a menține rotorul rotorului, direcția de curent al rotorului trebuie schimbată în timp real, astfel încât comutatorul și peria de carbon trebuie utilizate. Motorul fără perie anulează modul mecanic de comutare a periei, astfel încât poziția rotorului trebuie detectată pentru a finaliza comutarea electronică. Există două moduri comune de a obține informații despre poziția rotorului: (1) modul de control fără senzor, atunci când motorul funcționează, poziția rotorului este determinată de variabila măsurabilă alimentate de motor; Modul de control al senzorului de poziție, poziția rotorului motorului este detectată direct de senzorul de poziție din interiorul motorului. Senzorii de poziție utilizați frecvent sunt senzori ai sălii, codificatoare fotoelectrice, transformatoare rotative și așa mai departe. Precizia detectării senzorilor din sală nu este ridicată, dar prețul este scăzut; Detectarea poziției fotoelectrice și a transformatorului rotativ este exactă, iar eroarea este mică și sunt utilizate în general pentru sisteme de control de înaltă performanță, cum ar fi controlul orientării câmpului magnetic și controlul direct al cuplului.
Motorul cupei goale conform structurii sale poate fi împărțit în perie și două tipuri fără perii. ① Motorul cupei scobite (cunoscute și sub denumirea de motor fără core fără curent continuu, rotor fără miez de fier): utilizarea comutatorului mecanic de perie, în general de coajă, Stator interior al materialului magnetic moale, stator de magnet permanent, compoziție de armăt rotor cu cupă goală. Când motorul periei de cupă goală este alimentat, înfășurarea are curent, generând cuplu, rotorul începe să se rotească, dacă rotorul se transformă într -un unghi specific, peria folosește comutatorul mecanic pentru a schimba direcția curentului, astfel încât direcția cuplului de ieșire să fie neschimbată, rotorul continuă să se rotească. Deoarece motorul periei Cup Hollow folosește comutarea periei, există o anumită frecare relativă în timpul funcționării motorului, care va produce zgomot, scânteie electrică și va reduce durata de viață a motorului. În general, domestic 'motorul cupei goale ' se referă, în general, la motorul perie; ② Motor cu ceașcă goală fără perie (cunoscut și sub denumirea de motor fără slotless fără perie, stator fără miez de fier): utilizarea comutației electronice, în general de coajă, materiale magnetice moi, materiale izolatoare și armătură goală compusă din stator și rotor permanent din oțel magnetic. Motorul fără perie cu cană goală conectează diferite înfășurări la circuit, controlând compensarea componentelor electronice pentru a obține efectul inversării. Acest mod de comutare face ca motorul fără perie fără perie să aibă caracteristicile de înaltă eficiență, fluctuație a cuplului mic, durată de viață ridicată, structură compactă, întreținere ușoară și așa mai departe.
1.2. Barieră de bază: proces de înfășurare
Fluxul de proces al motorului cupei goale este complex, iar dificultatea de procesare este mult mai mare decât cea a motorului cu fante obișnuite DC. Luând ca exemplu motorul fără sloturi DC al tehnologiei Dingzhi (adică produsele sale goale cu motorul cupei) ca exemplu, de la înfășurarea bobinei din față, rulmentul din mijloc, mandrel, inelul de suport și alte instalații de piese de miez, până la instalarea capacului din spate și linia de sudare a plăcii de circuit, etc. Producția de bobină trebuie să treacă prin procesul de sârmă emailată - înfășurare - Formarea încălzirii - dezbrăcare a sârmei, conectarea instalării comună a firului - bobină și așa mai departe.
Printre ele, fabricarea bobinelor este unul dintre procesele de bază ale motorului cupei goale. Înfășurările de auto-susținere fără core sunt confecționate din așa-numitul sârmă emailată, care este un fir de cupru izolat, cu un strat de vopsea la exterior. În procesul de fabricație, vopseaua firelor adiacente este topită împreună prin aplicarea presiunii și a temperaturii. Lipirea corectă (bandă sau fibră de sticlă) poate îmbunătăți în continuare rezistența și stabilitatea formei înfășurării, ceea ce este deosebit de important în cadrul sarcinilor mari de curent.
Tehnologia de producție a bobinei motorului Cup Hollow este împărțită în principal în trei categorii în funcție de metoda de formare a bobinei: 1) înfășurarea manuală. Printr -o serie de procese complexe, inclusiv inserarea pinului, înfășurarea manuală, cablarea manuală și alte pași de produs. 2) Tehnologia de producție de înfășurare. Tehnologia de producție de înfășurare este o producție semi-automată, firul emailat este mai întâi rănit secvențial la arborele principal cu o secțiune transversală în formă de diamant și este îndepărtată după atingerea lungimii necesare, apoi aplatizată într-o placă de sârmă, iar în sfârșit, placa de sârmă este înfășurată într-o bobină în formă de cană. Luând ca exemplu o ceașcă goală șerpuită, procesul de fabricație poate fi împărțit aproximativ în următoarele etape: (1) înfășurarea bobinei de billet cu sârmă hexagonală: se realizează pe mașina de înfășurare a grupului de înfășurare înclinată; ② Bobina goală de sârmă este lipită cu două bucăți de bandă sensibilă la presiune în formă, demodând să fie aplatizată; ③ Aplatizarea: placa de formă este introdusă în bobina goală de sârmă, iar bobina este aplatizată, apoi trimisă la mașina de aplatizare pentru a se aplatiza și a deveni un sârmă plană. Formați cu un raclet de bambus. Tăiați excesul de bandă, lăsând un singur cârlig, cârligul trebuie lăsat pe partea ușor ridicată a catenei plate, astfel încât tamburul să poată forma un rând; ④ bobină: semifabricatul de sârmă plat este introdus în bobina mașinii de bobină a cupei goale, astfel încât semifabricatul de sârmă să fie conectat la capăt, iar banda este lipită pe suprafața capului de sârmă pentru a deveni bobina cu cană goală; ⑤ Acoperirea epoxidică Formarea epoxidică: după acoperirea adezivului epoxidic, puneți -l în cuptor pentru întărire și modelare. 3) O tehnologie de producție de modelare. Mașina de înfășurare se învârte un fir emailat la un ax, conform legii prin echipamentul de automatizare și scoate bobina după ce a înfășurat într -o ceașcă, formându -se la un moment dat și nu necesită mai multe procese, cum ar fi rularea și aplatizarea, cu un grad ridicat de automatizare.
Procesul de înfășurare de peste mări s -a dezvoltat timpuriu, gradul de automatizare este mai mare decât intern. Internația adoptă în principal producția de înfășurare, procesul este mai complicat, intensitatea forței de muncă a lucrătorilor este mare, nu poate completa bobina cu un diametru de sârmă mai gros, iar rata de resturi este mare. Țările străine folosesc în principal tehnologie de producție a rănilor, un grad ridicat de automatizare, eficiență ridicată a producției, gamă cu diametrul bobinei, o calitate bună a bobinei, aranjament strâns, tipuri de motoare, performanțe bune. Motorul cupei goale poate fi împărțit în rană dreaptă, formă de șa și rană înclinată conform metodei de înfășurare. În 1958, Dr.ff Aulhaber (von Haber) din Germania a dezvoltat tehnologia înclinată a șerpuirea șerpuirii de înfășurare a bobinei și a obținut tehnologia de brevet a înfășurării înclinate a rotorului bobina motorului Cupa goală în 1965. Germania, Elveția, Japonia și alte dezvoltări ale motorului Cup Hollow mai devreme, în procesul de înfășurare, a acumulat experiență bogată acumulată. Printre cele trei motoare de ceașcă goală din lume, Elvețianul Maxon folosește în mare parte forma dreaptă a plăgii și forma șa, iar Faulhaber german și Portescap elvețian folosesc în cea mai mare parte forma înclinată a plăgii. Procesul de înfășurare cu rătăcire dreaptă este mai complicat și este utilizat în cea mai mare parte pentru structuri lungi de înfășurare, adesea realizate din înfășurare multiplă. Forma de șa poate reduce grosimea bobinei, poate reduce eficient decalajul de aer magnetic pe motorul de densitate de mare putere, crește lungimea câmpului magnetic de tăiere și poate folosi mai bine magnetismul statorului; Înfășurarea oblică s -a dezvoltat mai devreme, o înfășurare relativ simplă, cabluri strânse, potrivită pentru producția mare de loturi.
Înfășurarea este bariera tehnică de bază a motorului cu ceașcă goală. ① Link de proiectare: Trei tehnologii principale de peste mări au originea în anii 1960, motorul intern al cupei goale a început cu întârziere, mai puține cercetări, lipsa de combinație de grad de subdiviziune a materialelor, tipul de cupă de rotor pentru a optimiza motorul, lipsa proiectării sistematice înainte, lipsa cerințelor personalizate ale configurației schemei de acționare a sistemului și capacitățile de proiectare a produsului; ② Legătură de procesare: în comparație cu motorul tradițional fără perie, motorul cu perie, motorul servo, structura motorului cupei goale aparține structurii canelurii fără dinți, nu există o canelură fixă, tot sârmă emailată este înfășurarea suspendată, nu există suport intern, este foarte dificil în proces, iar randamentul precoce este scăzut. În ceea ce privește precizia înfășurării, cerințele de precizie ale motoarelor cupei goale sunt mai mari decât cele ale motoarelor tradiționale. Motorul cupei goale în sine are dimensiuni mici, iar toleranța la eroare este mai mică decât cea a motoarelor magnetice permanente obișnuite și a motoarelor pas cu pas, iar precizia de procesare afectează în mod direct stabilitatea câmpului magnetic. Diferența de grosime a sârmei și a rotației de înfășurare face ca valoarea rezistenței la înfășurare, curentul de pornire, constanta de viteză și alți parametri ai motorului să aibă diferențe mari. Din această cauză, producătorii autohtoni trebuie să îmbunătățească precizia, randamentul și automatizarea în legăturile de producție și procesare. În comparație cu străinătatea, China este, de asemenea, relativ slabă în ceea ce privește echipamentele de înfășurare. Echipamentele de înfășurare pot fi împărțite în echipamente automate și manuale neautomatice. Comparativ cu peste mări, gradul de automatizare a echipamentelor de înfășurare în China este relativ scăzut. Principalii producători mondiali de echipamente de șerpuire includ Meteor of Elveția, Tanaka Seiki Co., Ltd. din Japonia și Hitote Mechanical Engineering Co., Ltd. Întreprinderile interne sunt încă într -o stare relativ vacantă în ceea ce privește echipamentul și achiziționează mai multe echipamente de șerpuire japoneză, cu prețuri variind de la sute de mii până la milioane. Companiile relativ reprezentative din China includ Tehnologia Zhongspecial, Dongguan Taili Electronic Machinery Co., Ltd., Qinlian Technology, Kunshan Cook și așa mai departe.
1.3 Aplicații din aval: Caracteristicile motorului cupei goale Determinați scenariul aplicației din aval
Motorul cupei goale aparține micro-motorului, iar materiile prime din amonte sunt similare cu materiile prime ale micro-motorului, inclusiv cuprul, oțelul, oțelul magnetic, rulmenții, materialele plastice, etc. Motorul Cupei Hollow a fost utilizat inițial în aviație, aerospațial, militar și alte industrii de ultimă oră, în ultimii ani, aplicarea sa extinsă treptat la industriile civile, precum și alte dispozitive medicale.
Performanța diferită a motorului cupei goale corespunde aplicării sale în diferite câmpuri: 1) Caracteristicile de dimensiuni mici, greutate ușoară și raport mare de putere / volum o fac potrivită pentru zonele cu cerințe de greutate ridicată, cum ar fi diferite tipuri de aeronave etc., care pot reduce la minimum greutatea aeronavei; De asemenea, este utilizat pe scară largă în diverse produse electronice de consum, cum ar fi periuțele de dinți electrice și ventilatoarele electrice portabile. 2) Caracteristicile de pornire și frânare rapidă și răspuns extrem de rapid îl fac adecvat pentru zonele care trebuie să obțină un control automat rapid, cum ar fi ajustarea direcției rachetelor cu cerințe de performanță de control ridicat, urmărirea unității optice de mare rată, echipamente extrem de sensibile, roboți industriali, etc.
Humanoid Robot deschide un nou ocean albastru al aplicațiilor cu motor Cup Hollow. Conform celei mai recente dezvoltări a Optimus, un robot umanoid lansat de Tesla, fiecare mână include șase unități și 11 grade de libertate, două unități pentru degetul mare și o conducere pentru fiecare din celelalte patru degete, iar mâna poate transporta până la 20 de kilograme. Modulul de îmbinare a mâinilor este compus în principal din motorul cupei goale, reductor planetar de precizie, șurub cu bilă și senzor. Motorul cupei goale permite degetului să aibă capacitatea de a se deplasa, cutia de viteze Planetary Precision permite manipulatorului să se poziționeze mai exact și să utilizeze mai flexibil, codificatorul oferă feedback de înaltă precizie și feedback de viteză al mâinii, iar senzorul permite robotului să aibă funcție perceptivă și capacitate de reacție. Potrivit lui Musk, numărul de roboți umanoizi în viitor va depăși numărul de oameni și este de așteptat să atingă nivelul de 100 de miliarde de unități pe termen lung. Motorul cupei goale este soluția tehnică principală a mâinii robotului cu certitudine ridicată. Roboții umanoizi folosesc 6 motoare cu cupă goală pe mână, având în vedere situația finală, roboții umanoizi sunt așteptați să atingă nivelul de un miliard de unități, dacă producția în masă a aterizării roboților umanoizi, va trage creșterea veniturilor întreprinderilor cu motorul gol.
