16 Coreless DC Motor

1. Was ist der Coreless DC -Motor?

Coreless DC -Motor ist eine Art von Mikrospezialmotor, der zum DC -Servomotor des DC -Dauermagnets gehört. Es durchbricht die traditionelle feste Rotorstruktur von Motoren in Bezug auf die Struktur und nimmt eine kernlose feste/Rotorstruktur an. Diese neuartige Fixedrotorstruktur beseitigt den Energieverlust vollständig, der durch Wirbelströme verursacht wird, die vom Eisenkern gebildet werden.

Gleichzeitig werden das Gewicht und das Trägheitsmoment des Coreless DC -Motors erheblich reduziert, wodurch der mechanische Energieverlust des Stators/Rotors selbst verringert wird. Aufgrund der strukturellen Veränderungen des Stators und des Rotors wurden die Betriebseigenschaften des Motors erheblich verbessert. Es gibt nicht nur hervorragende energiesparende Merkmale, sondern auch, es gibt auch Kontroll- und Drag-Eigenschaften, die Iron Core-Motoren nicht erreichen können. Coreless DC Motor hat hervorragende energiesparende Eigenschaften, sensible und bequeme Kontrolleigenschaften und stabile Betriebsmerkmale mit offensichtlichen technischen Vorteilen. Als effizientes Energieumwandlungsgerät repräsentiert es die Entwicklungsrichtung von Elektromotoren in vielen Bereichen.

2. Vorteile des Coreless DC Motors

Im Vergleich zu herkömmlichen Servomotoren eliminiert Coreless DC Motor die Struktur des Eisenkerns und löst grundlegend verschiedene inhärente Probleme der Eisenkernstruktur. Die Verluste der Eisenkernmotoren sind in vier Kategorien unterteilt, nämlich: Statorwickelkupferverlust, Stator -Eisenverlust, Rotorluftreizverlust und Rotorwirbelstromverlust. Der Stator -Eisenverlust (einschließlich Hystereseverlust, klassischer Wirbelstromverlust und abnormaler Wirbelstromverlust) und Rotorwirbelstromverlust können vermieden werden, indem die Eisenkernstruktur des Stators oder des Rotors eliminiert wird. Die Größe des Kupferverlusts in der Statorwicklung wird durch mehrere Faktoren wie die Betriebsfrequenz des Motors, die Größe des Wicklungsleiters und die Anordnungsposition im Schlitz beeinflusst und wird daher auch durch die Entfernung des Eisenkerns beeinflusst Struktur. Der Luft Reibungsverlust des Rotors ist proportional zur dritten Leistung der Motordrehzahl, sodass der Windverschleiß des Rotors einen großen Anteil an Hochgeschwindigkeitsmotoren ausmacht. Wenn der Rotor durch eine helllose Struktur ersetzt wird, nämlich eine kupsförmige selbsttragende Spule, die klein und leicht ist, kann er auch bei hohen Geschwindigkeiten kleinerer Windverschleiß erreichen. Der durch die Struktur des Eisenkernmotors verursachte Verlust ist signifikant, insbesondere unter Hochgeschwindigkeitsbedingungen. Die Entwurfsstruktur des Coreless DC -Motors bestimmt seine Eigenschaften, wodurch verschiedene Probleme des Eisenkernmotors vermieden werden können.

Im Vergleich des Coreless DC -Motors mit herkömmlichen Eisenkernmotoren ist es aufgrund ihrer neuartigen strukturellen Eigenschaften festgestellt, dass der Coreless DC -Motor viele Vorteile hat: keine Hysterese, niedrige elektromagnetische Interferenzen und die Fähigkeit, extrem hohe Motorgeschwindigkeiten zu erreichen. Aufgrund des Fehlens von Eisenkern- und Zahnschlitzeffekt in der Rotorstruktur ist der entsprechende Eisenverlust relativ gering. Die Energieumwandlungseffizienz ist extrem hoch, wobei eine Energienutzungsrate zwischen 75% und 90% liegt. Der Rotor eines kleinen Trägheitsmotors kann eine schnelle Beschleunigung, eine hervorragende dynamische Reaktionsleistung, eine gute Start- und Bremsleistung, eine schnelle Reaktionsgeschwindigkeit, eine kleine mechanische Zeitkonstante und einige Produkte weniger als 10 ms erreichen. Im Hochgeschwindigkeitsbetrieb ist die Geschwindigkeitsregulation empfindlich und weist eine relativ zuverlässige Betriebsstabilität auf. Die Energiedichte des Coreless DC -Motors ist viel höher als andere Motoren, und verglichen mit Eisenkernmotoren derselben Leistung kann das Gewicht um die Hälfte reduziert werden.

3. Klassifizierung des Coreless DC Motors

(1) Coreless DC -Motor und bürstenloser Coreless DC -Motor
Der Coreless DC -Motor kann gemäß der Kommutierungsmethode in einen gebürstlosen DC -Motor und bürstenlosen DC -Motor unterteilt werden. Der Unterschied in der Struktur zwischen gebürstetem und bürstenlosen DC -Motor liegt im Arbeitsmodus des festen Rotors und ob es einen Kommutator gibt.
Es gibt Unterschiede in der Struktur zwischen gebürsteten Coreless DC -Motoren und bürstenlosen Motoren:

① Coreless DC Motor gebürstet:
Zu den Hauptkomponenten gehören eine Hohlbechsspule mit einem Kommutator, permanenten Magneten, Kommutatorbürsten und Kommutatorbürstenklammern. Der Kommutator verwendet mechanische Bürsten, die permanenten Magnete sind der Stator und die Hohlbechspule ist der Rotor;

② bürstenlosen Coreless DC Motor:
Die Hauptkomponenten umfassen Hohlbecherspulen, Permanentmagnetrotoren und Hallsensor -PCBs. Unter ihnen verwendet der Kommutator Hallsensoren, um das Rotormagnetfeldsignal zu erkennen, wodurch die mechanische Kommutation in elektronische Signalkommutation umgewandelt wird, wodurch die physikalische Struktur des Coreless DC -Motors weiter vereinfacht wird. Der Rotor des bürstenlosen Coreless DC -Motors ist ein dauerhafter Magnet, und der Stator ist eine hohle Tassespule.

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Im Vergleich zu gebürsteten Coreless DC -Motoren haben bürstenlose DC -Motoren eine bessere Leistung, eine höhere Obergeschwindigkeitsgrenze, ein geringeres Gewicht und ein höheres Verhältnis von Strom zu Volumen, aber sie sind teurer.

4. Kernkomponenten

Die Hauptkomponenten des Coreless DC -Motors sind Hohlbecherspulen, Außenhülle, Lager, Unterschale, obere Hülle, Permanentmagnete usw. Die Schlüsselkomponente des Cerneless DC -Motors ist die Coreless -Spule, die keine andere Stütze hat Struktur und ist vollständig aus Drahtwicklung hergestellt. Zu den Schlüsselfaktoren, die die Leistung von Coreless DC -Motoren bestimmen, gehören das Formgestaltung, die ordentliche Anordnung und die vollständige Schlitzfüllrate der Coreless -Spule.

Der gesamte Montageprozess des Coreless DC-Motors ähnelt dem von gewöhnlichen Motoren, und seine technische Kernbarriere liegt in der selbsttragenden Wickelungstechnologie des Stators/Rotors.
Der Schlüssel zur Erreichung selbsttragender Wicklungen liegt im Design des Wicklungsprozesses
Es gibt viele Arten von Wicklungen für Coreless DC -Motoren, darunter Scheibenwicklung, gerade Wicklung, diagonale Wicklung, konzentrische Wicklung, gestapelte Wicklung usw.

(1) Gerade Wicklungstyp

Der effektive Leiter der geraden Wundkomponente ist parallel zur Ankerachse und gehört zu einer konzentrierten Wicklung. Diese Wicklungsmethode hat eine hohe Schlitzfüllungsrate, dünne Wände in der Mitte des Wicklungsbechers, und aufgrund der ungleichmäßigen und gestapelten Anordnung von emaillierten Drähten wird die gesamte Hohlbechsspule ungeordnet angeordnet, so Ende, was zu einer höheren Endgröße führt.

(2) schräg Wickelart

Der geneigte Wicklungstyp, auch als Wabenwicklung bezeichnet, erfordert, dass die wirksame Kante der Komponente in einem bestimmten Winkel zur Ankerachse geneigt ist, um kontinuierlich zu verwunden. Diese Wickelmethode führt zu einer kleineren Endgröße, und aufgrund des schrägen Wickelarts, der einen bestimmten Kabelwinkel erfordert, überlappen sich die emaillierten Drähte miteinander, was zu einer niedrigeren Rillenfüllrate führt. Faulhaber verwendet schräge Wicklungsspulen, die automatisch verwundet und in einem Versuch mit hoher Qualifikationsrate gebildet werden. Die Flachheit und Konsistenz des kurvenreichen Tasses sind ebenfalls sehr gut.

(3) konzentrische Wicklung (Diamantwicklung)

Die konzentrische Wicklung, auch als diamantförmiges Wickeln oder sattelförmige Wicklung bekannt, ist eine Methode, um zuerst mehrere einläufige, diamantförmige Spulen zu schließen und dann die Drähte zu ordnen. Die Spulen bestehen im Allgemeinen aus selbstklebenden quadratischen Drähten für eine einfache Wicklung und Fixierung. Anschließend sind die einzelnen Spulen gemäß den Größenanforderungen des Produktdesigns geformt und die gebildeten Spulen in einer kreisförmigen Form unter Verwendung von speziellen Armaturen befestigt, wodurch letztendlich eine pokalförmige Form bildet. Diese Methode ist bequem, um die Größe des Hohlbechers nach der Formung zu steuern, die Schlitzfüllungsrate zu verbessern und eine hohe Produktionseffizienz zu erzielen. Damit ist es für die Massenproduktion geeignet. Die Leistungsdichte des konzentrischen Wicklungs -Coreless DC -Motors ist relativ hoch, und der Schweizer Maxon -Motor verwendet die sattelförmige Wickelmethode, die eine hervorragende motorische Produktleistung aufweist. Die Produkte unseres Unternehmens verwenden auch diese Wickelmethode.

Coreless DC Motors, die in hochpräzisen Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Medizin und Automatisierung häufig eingesetzt werden, können in den folgenden Szenarien verwendet werden:
° Roboter, bionische Prothesen usw.
② Für Produkte, die stabile und langlebige Fahrkomponenten erfordern, wie verschiedene tragbare Instrumente, persönliche Geräte und Feldbetriebsinstrumente, kann die Verwendung eines Coreless DC-Motors mit derselben Stromversorgung die Stromversorgungszeit um mehr als zweimal im Vergleich zu traditioneller verlängern DC -Motoren.
③ Verschiedene Flugzeuge, einschließlich Luftfahrt-, Luft- und Raumfahrt- und Modellflugzeuge, können ihr Gewicht erheblich verringern, indem die Vorteile von hohlen Tassen -Elektromotoren wie leichtem Gewicht, geringer Größe und geringem Energieverbrauch verwendet werden.
④ Optische Instrumente, medizinische Geräte usw. werden in Anwendungen wie Zahnarztgeräte, Mikropumpen, Infrarotlinsen, Pipettierungsmodule, elektrische Greifer, Roboterhände, Abteilungsventile, chirurgische Werkzeuge usw. unterteilt.

2. Die Anwendungsszenarien von Coreless DC-Motoren expandieren allmählich von hochpräzisen Feldern zu zivilen Feldern
Gegenwärtig werden Coreless DC-Motoren hauptsächlich in hochpräzisen Branchen wie Luft- und Raumfahrt-, Medizin- und Industrieautomatisierung eingesetzt und sich allmählich zu zivilen Bereichen wie elektrischen Werkzeugen entwickelt. Coreless DC -Motoren haben die
Merkmale von hoher Empfindlichkeit, stabiler Betrieb und starker Kontrolle, die den strengen Anforderungen des elektrischen Antriebs in hochpräzierenden Feldern entsprechen. Daher werden sie hauptsächlich in hochpräzierenden Bereichen wie Luft- und Raumfahrt, medizinische Geräte, industrielle Automatisierung und Robotik verwendet. Gleichzeitig werden Coreless DC -Motoren allmählich in zivilen Bereichen wie Büroautomatisierung, Elektrowerkzeugen usw. angewendet.