(25 ℃) PARAMÈTRE DU MOTEUR |
Puissance nominale |
W
|
2.0
|
Tension nominale |
Volt |
12
|
Résistance ±10% |
Ohm |
10.00
|
Vitesse à vide ±10 % |
tr/min |
6500
|
Courant à vide ≤125 % |
mA |
15
|
Constante de vitesse |
tr/minV |
542
|
Constante de couple |
mNm/A |
17.42
|
Courant de décrochage |
mA |
1200
|
Couple de décrochage |
mNm |
20.90
|
Efficacité maximale |
%
|
79
|
Inductance |
mH |
0.5
|
Constante de temps mécanique |
MS |
3.53
|
Inertie du rotor |
gcm² |
1.08
|
À la sortie maximale |
Actuel |
mA |
200
|
Couple |
mNm |
3.48
|
Vitesse |
rmp |
5417
|
Sortir |
W
|
2.0
|
CARACTÉRISTIQUE DU MOTEUR |
Plage de température ambiante |
-40~+80℃ |
Température d'enroulement maximale admissible |
155 ℃ |
Nombre de segments de commutateur |
5
|
Poids |
32g |
Brosse en métal précieux |
|
Max. Profondeur d'installation de vis |
3 mm |
Présentation du moteur à courant continu sans noyau
1. Qu'est-ce que le moteur à courant continu sans noyau ?
Le moteur à courant continu sans noyau est un type de moteur micro spécial, appartenant au moteur de servocommande à aimant permanent CC. Il brise la structure traditionnelle à rotor fixe des moteurs en termes de structure et adopte une structure à rotor fixe sans noyau. Cette nouvelle structure de rotor fixe élimine complètement la perte d'énergie causée par les courants de Foucault formés par le noyau de fer.
Dans le même temps, le poids et le moment d'inertie du moteur CC sans noyau sont considérablement réduits, réduisant ainsi la perte d'énergie mécanique du stator/rotor lui-même. Grâce aux modifications structurelles du stator et du rotor, les caractéristiques de fonctionnement du moteur ont été considérablement améliorées. Il possède non seulement des fonctionnalités d'économie d'énergie exceptionnelles, mais plus important encore, il possède des caractéristiques de contrôle et de traînée que les moteurs à noyau de fer ne peuvent pas atteindre. Le moteur à courant continu sans noyau présente des caractéristiques d'économie d'énergie exceptionnelles, des caractéristiques de contrôle sensibles et pratiques et des caractéristiques de fonctionnement stables, avec des avantages techniques évidents. En tant que dispositif de conversion d'énergie efficace, il représente l'orientation du développement des moteurs électriques dans de nombreux domaines.
2. Avantages du moteur à courant continu sans noyau
Comparé aux servomoteurs traditionnels, le moteur à courant continu sans noyau élimine la structure du noyau de fer, résolvant fondamentalement divers problèmes inhérents à la structure du noyau de fer. Les pertes des moteurs à noyau de fer sont divisées en quatre catégories, à savoir : perte de cuivre dans l'enroulement du stator, perte de fer du stator, perte par friction de l'air du rotor et perte par courants de Foucault du rotor. La perte de fer du stator (y compris la perte par hystérésis, la perte par courants de Foucault classique et la perte anormale par courants de Foucault) et la perte par courants de Foucault du rotor peuvent être évitées en éliminant la structure du noyau de fer du stator ou du rotor. L'ampleur de la perte de cuivre dans l'enroulement du stator est influencée par plusieurs facteurs tels que la fréquence de fonctionnement du moteur, la taille du conducteur de l'enroulement et la position de la disposition dans l'encoche, et est donc également affectée par le retrait du noyau de fer. structure. La perte par friction de l'air du rotor est proportionnelle à la troisième puissance de la vitesse du moteur, de sorte que l'usure du rotor par le vent représente une proportion importante dans les moteurs à grande vitesse. Si le rotor est remplacé par une structure sans noyau, à savoir une bobine autoportante en forme de coupe, de petite taille et légère, il peut également réduire l'usure du vent à des vitesses élevées. La perte causée par la structure du moteur à noyau de fer est importante, notamment dans des conditions de vitesse élevée. La structure de conception du moteur à courant continu sans noyau détermine ses caractéristiques, ce qui peut éviter divers problèmes du moteur à noyau de fer.
En comparant le moteur à courant continu sans noyau avec les moteurs à noyau de fer traditionnels, on constate que les moteurs à courant continu sans noyau présentent de nombreux avantages en raison de leurs nouvelles caractéristiques structurelles : pas d'hystérésis, de faibles interférences électromagnétiques et la capacité d'atteindre des vitesses de moteur extrêmement élevées. En raison de l’absence de noyau de fer et d’effet de fente de dent dans la structure du rotor, la perte de fer correspondante est relativement faible. L'efficacité de conversion d'énergie est extrêmement élevée, avec un taux d'utilisation d'énergie allant de 75 % à 90 %. Le rotor d'un petit moteur à inertie peut atteindre une accélération rapide, d'excellentes performances de réponse dynamique, de bonnes performances de démarrage et de freinage, une vitesse de réponse rapide, une faible constante de temps mécanique et certains produits peuvent atteindre moins de 10 ms. En fonctionnement à grande vitesse, la régulation de vitesse est sensible et présente une stabilité opérationnelle relativement fiable. La densité énergétique du moteur à courant continu sans noyau est beaucoup plus élevée que celle des autres moteurs, et par rapport aux moteurs à noyau de fer de même puissance, le poids peut être réduit de moitié.
3. Classification du moteur à courant continu sans noyau
(1) Moteur à courant continu sans noyau brossé et moteur à courant continu sans noyau sans balais
Le moteur à courant continu sans noyau peut être divisé en moteur à courant continu sans noyau avec balais et en moteur à courant continu sans noyau sans balais selon la méthode de commutation. La différence de structure entre le moteur à courant continu sans noyau et sans balais réside dans le mode de fonctionnement du rotor fixe et s'il existe ou non un collecteur.
Il existe des différences dans la structure entre les moteurs à courant continu sans noyau et les moteurs sans balais :
① Moteur à courant continu sans noyau brossé :
Les principaux composants comprennent une bobine à coupelle creuse avec un collecteur, des aimants permanents, des balais de collecteur et des supports de balais de collecteur. Le collecteur utilise des balais mécaniques, les aimants permanents sont le stator et la bobine à coupelle creuse est le rotor ;
② Moteur à courant continu sans noyau sans balais :
Les principaux composants comprennent des bobines à coupelles creuses, des rotors à aimants permanents et des PCB de capteurs Hall. Parmi eux, le collecteur utilise des capteurs Hall pour détecter le signal du champ magnétique du rotor, convertissant la commutation mécanique en commutation de signal électronique, simplifiant encore davantage la structure physique du moteur à courant continu sans noyau. Le rotor du moteur à courant continu sans balais et sans noyau est un aimant permanent et le stator est une bobine à coupelle creuse.
(2) Le moteur à courant continu sans noyau sans balais offre de meilleures performances en termes de vitesse, de poids, de rapport puissance/volume, etc.
Comparés aux moteurs à courant continu sans noyau avec balais, les moteurs à courant continu sans noyau sans balais ont de meilleures performances, une limite de vitesse supérieure plus élevée, un poids plus faible et un rapport puissance/volume plus élevé, mais ils sont plus chers.
4. Composants de base
Les principaux composants du moteur à courant continu sans noyau comprennent des bobines à coupelle creuse, une coque extérieure, des roulements, une coque inférieure, une coque supérieure, des aimants permanents, etc. Parmi eux, le composant clé du moteur à courant continu sans noyau est la bobine sans noyau, qui n'a aucun autre support. structure et est entièrement réalisé en enroulement de fil. Les facteurs clés déterminant les performances des moteurs à courant continu sans noyau comprennent la conception de la forme, la disposition soignée et le taux de remplissage complet des emplacements de la bobine sans noyau.
Obstacles fondamentaux
Le processus d'assemblage global du moteur à courant continu sans noyau est similaire à celui des moteurs ordinaires, et sa principale barrière technique réside dans la technologie d'enroulement autoportant du stator/rotor.
La clé pour réaliser des bobinages autoportants réside dans la conception du processus de bobinage.
Il existe de nombreux types d'enroulements pour les moteurs à courant continu sans noyau, notamment l'enroulement à disque, l'enroulement droit, l'enroulement diagonal, l'enroulement concentrique, l'enroulement empilé, etc.
(1)Type à enroulement droit
Le conducteur effectif du composant à enroulement droit est parallèle à l'axe de l'induit et appartient à un enroulement concentré. Cette méthode d'enroulement présente un taux de remplissage des fentes élevé, des parois minces au milieu de la coupelle d'enroulement et, en raison de la disposition inégale et empilée des fils émaillés, toute la bobine de la coupelle creuse est disposée de manière désordonnée, laissant une marge de routage au niveau du fin, ce qui entraîne une taille finale plus élevée.
(2)Type à enroulement oblique
Le type d'enroulement incliné, également connu sous le nom d'enroulement en nid d'abeille, nécessite que le bord effectif du composant soit incliné d'un certain angle par rapport à l'axe de l'induit afin d'être enroulé en continu. Cette méthode d'enroulement entraîne une taille d'extrémité plus petite et, en raison du type d'enroulement oblique nécessitant un certain angle de câble, les fils émaillés se chevauchent, ce qui entraîne un taux de remplissage des rainures inférieur. Faulhaber utilise des bobines à enroulement oblique, qui sont automatiquement enroulées et formées en une seule fois avec un taux de qualification élevé. La planéité et la consistance de la coupelle d'enroulement sont également très bonnes.
(3) Enroulement concentrique (enroulement diamant)
L'enroulement concentrique, également connu sous le nom d'enroulement en forme de diamant ou d'enroulement en forme de selle, est une méthode consistant à enrouler d'abord plusieurs bobines uniques en forme de diamant, puis à disposer les fils. Les bobines sont généralement constituées de fils carrés autocollants pour faciliter l'enroulement et la fixation. Ensuite, selon les exigences de taille de la conception du produit, les bobines individuelles sont façonnées et les bobines formées sont fixées dans une forme circulaire à l'aide de fixations spécialisées, formant finalement une forme en forme de coupe. Ce procédé est pratique pour contrôler la taille de la coupelle creuse après le façonnage, améliorant le taux de remplissage des fentes, et présente une efficacité de production élevée, ce qui le rend approprié pour une production de masse. La densité de puissance du moteur à courant continu sans noyau à enroulement concentrique est relativement élevée et le moteur Swiss Maxon adopte la méthode d'enroulement en forme de selle, qui offre d'excellentes performances du produit moteur. Les produits de notre société utilisent également cette méthode d'enroulement.
Domaine d'application du moteur à courant continu sans noyau
Les moteurs à courant continu sans noyau largement utilisés dans les industries de haute précision telles que l'aérospatiale, le médical et l'automatisation peuvent être utilisés dans les scénarios suivants :
① Le moteur électrique à coupelle creuse peut répondre aux exigences techniques des systèmes de suivi à réponse rapide, telles qu'un réglage rapide de la direction de vol du missile, un contrôle de suivi du lecteur optique à fort grossissement, une mise au point automatique rapide, un équipement d'enregistrement et de détection à haute sensibilité, industriel robots, prothèses bioniques, etc.
② Pour les produits qui nécessitent des composants d'entraînement stables et durables, tels que divers instruments portables, équipements personnels et instruments d'opération sur le terrain, l'utilisation d'un moteur à courant continu sans noyau avec la même alimentation peut prolonger le temps d'alimentation de plus de deux fois par rapport au moteur traditionnel. Moteurs à courant continu.
③ Divers avions, y compris l'aviation, l'aérospatiale et les modèles réduits d'avions, peuvent réduire considérablement leur poids en utilisant les avantages des moteurs électriques à coupelle creuse, tels que la légèreté, la petite taille et la faible consommation d'énergie.
④ Les instruments optiques, les équipements médicaux, etc. sont subdivisés en applications telles que les équipements dentaires, les micropompes, les lentilles infrarouges, les modules de pipetage, les pinces électriques, les mains robotiques, les valves de distribution, les outils chirurgicaux, etc.
2. Les scénarios d'application des moteurs à courant continu sans noyau s'étendent progressivement des domaines de haute précision aux domaines civils
À l'heure actuelle, les moteurs à courant continu sans noyau sont principalement utilisés dans les industries de haute précision telles que l'aérospatiale, le médical et l'automatisation industrielle, et se sont progressivement développés dans des domaines civils tels que les outils électriques. Les moteurs à courant continu sans noyau ont le
caractéristiques de haute sensibilité, de fonctionnement stable et de contrôle fort, qui répondent aux exigences strictes de l'entraînement électrique dans les domaines de haute précision. Par conséquent, ils sont principalement utilisés dans des domaines de haute précision tels que l’aérospatiale, les équipements médicaux, l’automatisation industrielle et la robotique. Dans le même temps, les moteurs à courant continu sans noyau sont progressivement appliqués dans les domaines civils, tels que la bureautique, les outils électriques, etc.
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