В условиях постоянно развивающейся сферы точного машиностроения и микроприводных технологий спрос на компактные, эффективные и высокопроизводительные двигатели никогда не был так высок. Компания Flourishing специализируется на удовлетворении этих потребностей с помощью передовых решений в области электродвигателей. Среди различных технологий, которые мы производим, выделяются следующие:бесколлекторный двигатель постоянного токавыделяется как вершина эффективности и динамических характеристик.

Чтобы по-настоящему оценить преимущества этой технологии, необходимо сначала понять ограничения традиционных конструкций. Типичный коллекторный двигатель постоянного тока состоит из внешнего статора — обычно из постоянных магнитов или электромагнитных обмоток — и внутреннего ротора, изготовленного из тяжелых железных пластин, обмотанных медными катушками. Сегментированный коммутатор и система щеток управляют электрическим потоком, подавая питание на обмотки ротора в определенной последовательности для обеспечения непрерывного вращения. Несмотря на надежность, тяжелый железный сердечник вносит инерцию и магнитные потери, которые ограничивают производительность в высокоскоростных приложениях.

Революция бескорпусного дизайна

Бесколлекторные двигатели постоянного тока представляют собой радикальный отход от этой традиционной архитектуры. Как следует из названия, они полностью исключают ламинированный железный сердечник из ротора. Вместо намотки медной проволоки вокруг тяжелых стальных пластин, обмотки ротора являются самонесущими.

Это достигается с помощью специализированной технологии производства, при которой проволока наматывается косым или сотовым способом. Такая структура образует жесткий полый цилиндр, часто называемый корзиной. Поскольку отсутствует железо, обеспечивающее структурную поддержку, обмотки обычно склеиваются между собой высокопрочной эпоксидной смолой. Статор, состоящий из мощных редкоземельных магнитов, таких как неодим, AlNiCo (алюминий-никель-кобальт) или SmCo (самарий-кобальт), располагается...внутриэтот полый ротор без сердечника.

Эта уникальная конфигурация приводит к техническим последствиям.Определение бесколлекторного двигателя: безжелезный ротор, обмотка корзины.Эта фраза отражает три важнейших компонента: отсутствие магнитного сердечника, малый вес ротора и сложную геометрию обмотки.

Ключевые компоненты и терминология

В отрасли эти двигатели могут называться по-разному, например, "air core, " "slotless, " или "ironless" motors. Независимо от терминологии, принцип остается тем же: удаление железа устраняет вес и магнитный фиксатор.

Коммутационные системы

Эффективность бесщеточного двигателя также в значительной степени зависит от его системы коммутации. В компании Flourishing мы используем две основные технологии щеточных двигателей в зависимости от области применения:

• Щетки из драгоценных металлов:В этих щетках, изготовленных из таких материалов, как серебро, золото, платина или палладий, используются коммутаторы из драгоценных металлов. Такая комбинация обеспечивает чрезвычайно низкое контактное сопротивление и идеально подходит для низкотоковых высокоточных применений, где необходимо свести к минимуму электрические помехи.

• Графитовые кисти:Для более сложных задач в сочетании с медными коммутаторами используются щетки из спеченного металлографита. Эта надежная конструкция подходит для более высоких мощностей и больших токовых нагрузок, обеспечивая долговечность в суровых условиях эксплуатации.

Преимущества беспроводных технологий

Структурные инновациибесколлекторный электродвигательЭто напрямую приводит к превосходным показателям производительности по сравнению с традиционными аналогами с железным сердечником.

1. Быстрое ускорение и замедление

Наиболее очевидным преимуществом является существенное снижение массы ротора. Благодаря отсутствию тяжелых железных пластин инерция ротора минимальна. Это позволяет двигателю разгоняться до максимальной скорости и тормозить до полной остановки за миллисекунды, что делает его идеальным для применений, требующих высокой динамической реакции, таких как робототехника и сервосистемы.

2. Превосходная эффективность

В двигателях с железным сердечником наблюдаются потери энергии из-за гистерезиса и вихревых токов — по сути, энергия теряется в виде тепла. Удаление железа в бессердечниковых двигателях полностью исключает эти потери. Это приводит к КПД, который может превышать 90%, что значительно выше, чем у стандартных двигателей постоянного тока. Для устройств с батарейным питанием это означает более длительное время работы и меньшее энергопотребление.

3. Устранение заедания

В традиционных двигателях магнитное притяжение между железным ротором и постоянными магнитами вызывает рывки и скачкообразное движение на низких скоростях. Поскольку бессердечниковый ротор не содержит железа, магнитное притяжение к магнитам статора отсутствует при выключенном питании. Отсутствие рывков обеспечивает исключительно плавное вращение, точное управление положением и линейную передачу крутящего момента даже при очень низких оборотах.

4. Снижение уровня электрических помех и увеличение срока службы.

Конструкция обмотки без сердечника по своей природе имеет меньшую индуктивность. Это физическое свойство уменьшает энергию, запасенную в катушках, что, в свою очередь, минимизирует искрение между щетками и коммутатором во время работы. Меньшее количество искрений означает меньшую электрическую эрозию, что приводит к увеличению срока службы и значительному снижению электромагнитных помех (ЭМП) — важнейшего фактора для медицинских и коммуникационных устройств.

Инженерные задачи и решения

Несмотря на многочисленные преимущества, разработка высокопроизводительных бесщеточных двигателей требует преодоления специфических тепловых проблем. Поскольку в них отсутствует железный сердечник, выполняющий функцию теплоотвода, медные обмотки должны выдерживать высокие тепловые нагрузки, особенно при пиковых значениях крутящего момента. В компании Flourishing наша инженерная команда решает эту проблему, оптимизируя воздушный поток через корпус двигателя, используя высокотемпературную изоляцию проводов и применяя передовые соединительные материалы, чтобы обеспечить сохранение структурной целостности ротора при тепловом воздействии.

Области применения: где бесколлекторные двигатели проявляют свои лучшие качества.

Компактные размеры и высокая удельная мощностьбесколлекторный двигатель постоянного токаЭто делает его предпочтительным компонентом для отраслей, где размер и вес являются критически важными ограничениями.

Эти двигатели, обычно размером от микроскопических 4 мм до 75 мм, широко распространены в:

• Медицинские технологии:От инсулиновых помп и хирургических роботов до протезов с электроприводом и рентгеновских коллиматоров — надежность и точность являются обязательными требованиями.

• Промышленная автоматизация:Быстрое время отклика выгодно высокоскоростным роботам для захвата и перемещения объектов, миниатюрным захватам и прецизионным линейным актуаторам.

• Личная гигиена:В качестве премьер-министрапоставщик двигателей с полой чашкойМы предлагаем специализированные двигатели для высококачественных косметических приборов и массажных устройств, требующих тихой и плавной работы.

• Аэрокосмическая и оборонная промышленность:В беспилотных летательных аппаратах и ​​системах наведения высокое соотношение мощности к весу является критически важным параметром.