Động cơ Hollow Cup (Micro Corless Motor) là một động cơ DC đặc biệt. Truyền thống Động cơ DC được sử dụng rộng rãi trong sản xuất công nghiệp, các thiết bị gia dụng, vận chuyển và các lĩnh vực khác, bao gồm hai phần cốt lõi của stato và rôto, phần đứng yên của động cơ DC được gọi là stato, vai trò chính của stato là tạo ra từ trường, bao gồm khung, cực. Các vật liệu nam châm stator thường được sử dụng bao gồm NDFEB, Samarium Cobalt, Aluminum Niken Cobalt và Ferrite. Phần xoay trong quá trình hoạt động được gọi là rôto, và vai trò chính của nó là tạo ra mô -men xoắn điện từ và lực điện từ gây ra, là trung tâm của động cơ DC để chuyển đổi năng lượng, do đó nó thường được gọi là phần ứng, bao gồm trục quay, lõi phần ứng, cuộn dây phần ứng, làm quạt và quạt.
Động cơ cốc rỗng vỡ qua dạng cấu trúc của động cơ DC truyền thống trong cấu trúc, sử dụng rôto không lõi, và cuộn dây phần ứng của nó là một cuộn cốc rỗng, có hình dạng tương tự như một cốc nước, do đó, nó được gọi là 'Cúp rỗng '. Động cơ Hollow Cup thuộc về DC, nam châm vĩnh cửu, động cơ vi mô servo. Cấu trúc rôto mới này làm cho động cơ cúp rỗng có các đặc điểm tuyệt vời sau: Đặc điểm tiết kiệm năng lượng: Thiết kế không có lõi hoàn toàn loại bỏ sự mất năng lượng do sự hình thành dòng xoáy trong lõi sắt và hiệu suất chuyển đổi năng lượng rất cao, hiệu suất tối đa thường hơn 70%và một số sản phẩm có thể đạt hơn 90%(tỷ lệ lõi sắt là 70%; . Tốc độ có thể được điều chỉnh dễ dàng một cách nhạy cảm dưới trạng thái chạy tốc độ cao trong khu vực vận hành được đề xuất; . Đặc điểm nhẹ: So với cùng một động cơ lõi công suất, trọng lượng và khối lượng của nó giảm 1/3-1/2 và mật độ năng lượng được cải thiện đáng kể. Chỉ báo cốt lõi của động cơ cốc rỗng là mật độ công suất, nghĩa là tỷ lệ của công suất đầu ra so với trọng lượng hoặc khối lượng. Rôto không có lõi sắt giúp loại bỏ dòng điện xoáy và tổn thương độ trễ ở đầu phân tử và cải thiện hiệu quả chuyển đổi năng lượng. Giảm trọng lượng và khối lượng ở cuối mẫu số.
Bàn chải là một thành phần quan trọng của Động cơ chải , chịu trách nhiệm tiến hành dòng điện giữa các bộ phận quay và các bộ phận đứng yên. Bởi vì nó được làm bằng than chì nhiều hơn, nó còn được gọi là cọ carbon. Trong động cơ DC thông thường, để giữ cho rôto quay, hướng dòng rôto cần phải được thay đổi trong thời gian thực, vì vậy cần sử dụng bàn chải cacbon và bàn chải carbon. Động cơ không chổi than hủy bỏ chế độ đi lại của bàn chải cơ học, do đó, vị trí cánh quạt cần được phát hiện để hoàn thành việc đi lại điện tử. Có hai cách phổ biến để có được thông tin vị trí rôto: (1) Chế độ điều khiển không có cảm biến, khi động cơ đang chạy, vị trí rôto được xác định bởi biến có thể đo được được cung cấp lại bởi động cơ; Chế độ điều khiển cảm biến vị trí, vị trí rôto động cơ được phát hiện trực tiếp bởi cảm biến vị trí bên trong động cơ. Cảm biến vị trí thường được sử dụng là cảm biến Hall, bộ mã hóa quang điện, máy biến áp quay, v.v. Độ chính xác phát hiện cảm biến hội trường không cao, nhưng giá thấp; Bộ mã hóa quang điện và phát hiện vị trí biến áp quay là chính xác và lỗi nhỏ và chúng thường được sử dụng cho các hệ thống điều khiển hiệu suất cao, chẳng hạn như điều khiển định hướng từ trường và điều khiển mô-men xoắn trực tiếp.
Động cơ cốc rỗng theo cấu trúc của nó có thể được chia thành bàn chải và không chổi than hai loại. Động cơ Cúp rỗng chải (còn được gọi là Động cơ vô lực DC, Rôto không có lõi sắt): sử dụng máy cắt cổ cơ học, thường là vỏ, vật liệu từ tính mềm, stator nam châm vĩnh cửu, thành phần phần ứng của Cup Cup Cup. Khi động cơ bàn chải cúp rỗng được cung cấp năng lượng, cuộn dây có dòng điện, tạo ra mô -men xoắn, rôto bắt đầu quay, nếu rôto chuyển sang một góc cụ thể, bàn chải sử dụng máy chủ cơ học để thay đổi hướng của dòng điện, do đó không thay đổi mô -men xoắn, rôto tiếp tục quay. Bởi vì động cơ bàn chải cúp rỗng sử dụng việc đi lại bàn chải, có một ma sát tương đối nhất định trong quá trình hoạt động của động cơ, sẽ tạo ra tiếng ồn, tia lửa điện và giảm tuổi thọ của động cơ. Nói chung, trong nước 'động cơ cốc rỗng ' thường đề cập đến động cơ chải; Động cơ cốc rỗng không chổi than (còn được gọi là động cơ không chích không chổi than DC, stator không có lõi sắt): việc sử dụng giao dịch điện tử, thường là vỏ, vật liệu từ tính mềm, vật liệu cách điện và phần ứng cúp rỗng bao gồm stato và rôto thép từ tính vĩnh viễn. Động cơ không chổi than rỗng kết nối các cuộn dây khác nhau với mạch bằng cách kiểm soát việc tắt các thành phần điện tử để đạt được hiệu quả của sự đảo ngược. Chế độ giao hoán này làm cho động cơ không chổi than rỗng có đặc điểm của hiệu quả cao, dao động mô -men xoắn nhỏ, tuổi thọ cao, cấu trúc nhỏ gọn, bảo trì dễ dàng, v.v.
1.2. Rào cản cốt lõi: Quá trình cuộn dây
Dòng chảy quá trình của động cơ cốc rỗng rất phức tạp và độ khó xử lý nhiều hơn nhiều so với động cơ có rãnh DC thông thường. Lấy động cơ không có khe DC của công nghệ dingzhi (nghĩa là các sản phẩm cơ chế cúp rỗng của nó) làm ví dụ, từ cuộn dây phía trước, ổ trục giữa, mandrel, vòng hỗ trợ và lắp đặt các bộ phận cốt lõi khác, đến đường lắp đặt nắp và dây buộc. Sản xuất cuộn dây cần phải trải qua quá trình dây men - uốn lượn - Định hình sưởi ấm - Tách dây, kết nối dây thông thường - lắp đặt cuộn dây, v.v.
Trong số đó, sản xuất cuộn dây là một trong những quá trình cốt lõi của động cơ cúp rỗng. Các cuộn dây tự hỗ trợ không chính xác được làm bằng dây được gọi là dây men, là một dây đồng cách nhiệt với một lớp sơn ở bên ngoài. Trong quá trình sản xuất, sơn của dây liền kề được hợp nhất với nhau bằng cách áp dụng áp suất và nhiệt độ. Liên kết thích hợp (băng hoặc sợi thủy tinh) có thể cải thiện hơn nữa độ ổn định sức mạnh và hình dạng của cuộn dây, điều này đặc biệt quan trọng dưới tải hiện tại cao.
Công nghệ sản xuất của cuộn động cơ cúp rỗng chủ yếu được chia thành ba loại theo phương pháp hình thành cuộn dây: 1) cuộn dây thủ công. Thông qua một loạt các quy trình phức tạp, bao gồm chèn pin, cuộn dây thủ công, dây thủ công và các bước khác để sản xuất. 2) Công nghệ sản xuất cuộn dây. Công nghệ sản xuất uốn lượn là sản xuất bán tự động, dây men đầu tiên được nối tiếp với trục chính với mặt cắt hình kim cương, và nó được loại bỏ sau khi đạt được chiều dài cần thiết, và sau đó được làm phẳng vào một tấm dây, và cuối cùng tấm dây được làm vết thương vào một cuộn dây hình cốc. Lấy một chiếc cốc rỗng quanh co làm ví dụ, quy trình sản xuất có thể được chia thành các bước sau: (1) cuộn dây của cuộn phôi dây hình lục giác: nó được thực hiện trên máy cuộn dây quanh co nghiêng; Cuộn dây trống được dán hai miếng băng nhạy cảm áp, demoulding để được làm phẳng; ③ Làm phẳng: Tấm hình dạng được đưa vào cuộn dây trống, và cuộn dây được làm phẳng, sau đó được gửi đến máy phẳng để làm phẳng và trở thành một dây phẳng trống. Hình dạng với một cái cào tre. Cắt bỏ băng thừa, chỉ để lại một móc, phải để lại ở phía hơi nâng của sợi phẳng, để cuộn có thể tạo thành một hàng; Cuộn dây: Dây phẳng trống được đưa vào cuộn dây của máy cuộn cốc rỗng, để trống dây được kết nối với đầu, và băng được dán trên bề mặt của đầu trống để trở thành cuộn cuộn cốc rỗng; Lớp phủ định hình epoxy: Sau khi phủ chất kết dính epoxy, đặt nó vào lò để chữa và định hình. 3) Một công nghệ sản xuất đúc. Máy uốn lượn uốn cong một dây men đến trục chính theo luật thông qua thiết bị tự động hóa, và tháo cuộn dây sau khi cuộn vào cốc, hình thành tại một thời điểm và không yêu cầu nhiều quy trình như lăn và làm phẳng, với mức độ tự động hóa cao.
Quá trình cuộn dây ở nước ngoài được phát triển sớm, mức độ tự động hóa cao hơn trong nước. Việc trong nước chủ yếu áp dụng sản xuất cuộn dây, quá trình này phức tạp hơn, cường độ lao động của công nhân lớn, không thể hoàn thành cuộn dây có đường kính dây dày hơn và tốc độ phế liệu cao. Nước ngoài chủ yếu sử dụng công nghệ sản xuất vết thương một lần, mức độ tự động hóa cao, hiệu quả sản xuất cao, phạm vi đường kính cuộn, chất lượng cuộn tốt, sắp xếp chặt chẽ, loại động cơ, hiệu suất tốt. Động cơ cốc rỗng có thể được chia thành vết thương thẳng, hình yên và vết thương nghiêng theo phương pháp uốn lượn. Năm 1958, Dr.ff Aulhaber (von Haber) của Đức đã phát triển công nghệ cuộn dây cuộn dây nghiêng, và thu được công nghệ bằng sáng chế của cuộn dây nghiêng của cuộn dây rôto của động cơ cúp rỗng vào năm 1965. Đức, Thụy Sĩ, Nhật Bản và các phát triển động cơ cúp rỗng khác trước đó, trong quá trình gió. Trong số ba động cơ cúp rỗng hàng đầu trên thế giới, Swiss Maxon chủ yếu sử dụng hình dạng vết thương thẳng và hình dạng yên, và Faulhaber và Swiss Portescap của Đức chủ yếu sử dụng hình dạng vết thương nghiêng. Quá trình cuộn dây đi thẳng là phức tạp hơn, và nó chủ yếu được sử dụng cho các cấu trúc cuộn dài, thường được làm bằng nhiều cuộn dây. Hình dạng yên có thể làm giảm độ dày cuộn dây, giảm khe hở không khí từ tính trên động cơ mật độ công suất cao, tăng chiều dài của từ trường cắt và sử dụng từ tính stator tốt hơn; Cồng kềnh bị phát triển sớm hơn, cuộn dây tương đối đơn giản, dây chật, phù hợp để sản xuất hàng loạt lớn.
Winding là rào cản kỹ thuật cốt lõi của động cơ cốc rỗng. Liên kết thiết kế: Ba công nghệ chính ở nước ngoài có nguồn gốc từ những năm 1960, động cơ cúp rỗng trong nước bắt đầu muộn, ít nghiên cứu hơn, thiếu kết hợp của cấp phân khu vật liệu, loại Cup Rotor để tối ưu hóa động cơ, thiếu thiết kế chuyển tiếp có hệ thống, thiếu các yêu cầu tùy chỉnh về cấu hình kế hoạch hệ thống và khả năng thiết kế sản phẩm; Liên kết xử lý: So với động cơ không chổi than truyền thống, động cơ bàn chải, động cơ servo, cấu trúc của động cơ cốc rỗng thuộc về cấu trúc rãnh không răng, không có rãnh cố định, tất cả các dây men được treo lơ lửng, không có sự hỗ trợ bên trong, nó rất khó khăn trong quá trình và năng suất sớm thấp. Về độ chính xác cuộn dây, các yêu cầu chính xác của động cơ cúp rỗng cao hơn so với động cơ truyền thống. Bản thân động cơ cúp rỗng có kích thước nhỏ và dung sai cho lỗi thấp hơn so với động cơ nam châm vĩnh cửu thông thường và động cơ bước, và độ chính xác xử lý ảnh hưởng trực tiếp đến sự ổn định của từ trường. Sự khác biệt của độ dày dây và vòng quanh co làm cho giá trị điện trở cuộn dây, bắt đầu dòng điện, hằng số tốc độ và các thông số động cơ khác có sự khác biệt lớn. Bởi vì điều này, các nhà sản xuất trong nước cần cải thiện độ chính xác, năng suất và tự động hóa trong các liên kết sản xuất và xử lý. So với nước ngoài, Trung Quốc cũng tương đối yếu về thiết bị cuộn dây. Thiết bị cuộn dây có thể được chia thành các thiết bị tự động tự động và thủ công. So với nước ngoài, mức độ tự động hóa của thiết bị cuộn dây ở Trung Quốc là tương đối thấp. Các nhà sản xuất thiết bị cuộn dây hàng đầu thế giới bao gồm Sao băng Thụy Sĩ, Tanaka Seiki Co., Ltd. của Nhật Bản và Công ty TNHH Kỹ thuật cơ khí Hitote. Các doanh nghiệp trong nước vẫn ở trong tình trạng tương đối trống về mặt thiết bị và họ mua thêm thiết bị cuộn dây Nhật Bản, với giá từ hàng trăm ngàn đến hàng triệu. Các công ty tương đối đại diện ở Trung Quốc bao gồm Công nghệ Zhongspecial, Công ty TNHH Máy móc điện tử Dongguan Taili, Công ty TNHH Qinlian, Kunshan Cook, v.v.
1.3 Ứng dụng hạ nguồn: Các đặc điểm của động cơ Cúp rỗng xác định kịch bản ứng dụng hạ nguồn
Động cơ Cup Hollow thuộc về động cơ vi mô và nguyên liệu thô ngược dòng tương tự như nguyên liệu thô của động cơ vi mô, bao gồm đồng, thép, thép từ tính, vòng bi, nhựa, vv Động cơ cúp rỗng ban đầu được sử dụng trong công nghiệp hàng không, công nghiệp sản xuất.
Hiệu suất khác nhau của động cơ cúp rỗng tương ứng với ứng dụng của nó trong các trường khác nhau: 1) Các đặc điểm của kích thước nhỏ, trọng lượng nhẹ và tỷ lệ công suất trên khối lượng lớn làm cho nó phù hợp với các khu vực có yêu cầu trọng lượng cao, chẳng hạn như các loại máy bay khác nhau, v.v., có thể giảm thiểu trọng lượng của máy bay; Nó cũng được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm điện tử tiêu dùng khác nhau, chẳng hạn như bàn chải đánh răng điện và quạt điện di động. 2) Các đặc điểm của khởi động và phanh nhanh và phản ứng cực nhanh làm cho nó phù hợp với các khu vực cần đạt được điều khiển tự động nhanh, chẳng hạn như điều chỉnh hướng tên lửa với các yêu cầu hiệu suất điều khiển cao, theo dõi ổ đĩa quang tốc độ cao, thiết bị nhạy cảm cao, robot công nghiệp, vv
Robot hình người mở một đại dương màu xanh mới của các ứng dụng động cơ cúp rỗng. Theo sự phát triển mới nhất của Optimus, một robot hình người do Tesla phát hành, mỗi tay bao gồm sáu ổ đĩa và 11 độ tự do, hai ổ đĩa cho ngón tay cái và một ổ đĩa cho mỗi bốn ngón tay khác, và bàn tay có thể mang tới 20 pounds. Mô -đun khớp tay chủ yếu bao gồm động cơ cốc rỗng, bộ giảm tốc hành tinh chính xác, vít bóng và cảm biến. Động cơ Cúp rỗng cho phép ngón tay có khả năng di chuyển, hộp số hành tinh chính xác cho phép bộ điều khiển định vị chính xác hơn và sử dụng linh hoạt hơn, bộ mã hóa cung cấp phản hồi vị trí chính xác cao và phản hồi tốc độ của bàn tay và cảm biến cho phép robot có khả năng nhận thức và khả năng phản ứng của con người. Theo Musk, số lượng robot hình người trong tương lai sẽ vượt quá số người và dự kiến sẽ đạt đến mức 100 tỷ đơn vị trong dài hạn. Động cơ Hollow Cup là giải pháp kỹ thuật chính của robot với độ chắc chắn cao. Robot hình người sử dụng 6 động cơ cúp rỗng mỗi tay, xem xét tình hình cuối cùng, robot hình người dự kiến sẽ đạt đến mức một tỷ đơn vị, nếu việc sản xuất hàng loạt robot hình người, sẽ kéo tăng trưởng doanh thu của các doanh nghiệp liên quan đến động cơ Hollow Cup.
