無框電機(jī)是許多工程挑戰(zhàn)的非傳統(tǒng)解決方案，包括將電機(jī)集成到需要高性能扭矩和完全定制形狀和尺寸的密閉空間中。無框電機(jī)是利用電磁感應(yīng)工作的電機(jī)，與直流無刷電機(jī)具有相似的磁體或繞組和元件。盡管如此，一個(gè)關(guān)鍵的區(qū)別使無框電機(jī)適用于復(fù)雜的裝配。在本文中，我們將介紹這些差異，無框電機(jī)是如何工作的，無框電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，以及在哪里可以使用它。

強(qiáng)和U94無框內(nèi)轉(zhuǎn)矩電機(jī)

什么是無框電機(jī)?

無框電機(jī)相對(duì)于DD馬達(dá)來說，他是沒有框架的。相當(dāng)于普通電機(jī)來說，他包含了轉(zhuǎn)子和定子，而且是可以直接驅(qū)動(dòng)。

轉(zhuǎn)子:

轉(zhuǎn)子是無框電機(jī)的旋轉(zhuǎn)部件。它有永磁體安裝在內(nèi)部或外部(外部轉(zhuǎn)子)與定子產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互作用，使其旋轉(zhuǎn)。

定子:

相當(dāng)于轉(zhuǎn)子而言，定子屬于電機(jī)的里面保持不轉(zhuǎn)的部分。定子保持銅繞組，是由層壓鋼板制成的鐵芯。 

無框架電機(jī)的組成部分

直接驅(qū)動(dòng)的無框架電機(jī)基本上由定子和轉(zhuǎn)子組成，但無框架電機(jī)還有許多其他組件。

電刷

無框電機(jī)屬于無刷力矩電機(jī)，他是沒有電刷的，優(yōu)點(diǎn)就是沒有傳統(tǒng)電刷的磨損。 

換向器

換向器負(fù)責(zé)確保交流電轉(zhuǎn)換成直流電。

霍爾效應(yīng)傳感器

霍爾效應(yīng)傳感器通過檢測(cè)磁場(chǎng)變化，向控制器發(fā)送模擬信號(hào)，從而將轉(zhuǎn)子的位置提供給控制器。

它是無框無刷直流電機(jī)的可選組件。

溫度傳感器

所有電機(jī)都具有可實(shí)現(xiàn)最佳性能的操作條件。溫度傳感器可以提供內(nèi)部溫度，以保持無框電機(jī)的最佳條件。

散熱和冷卻

所有電機(jī)都產(chǎn)生熱量，液體或空氣冷卻系統(tǒng)可以有效地去除熱量，以擴(kuò)大扭矩的使用。

轉(zhuǎn)子可以安裝到任何軸所需的功能，這樣一個(gè)裸組件允許無框電機(jī)在需要定制的電機(jī)外殼的尺寸和形狀的應(yīng)用中使用。

無框電機(jī)是如何工作的?

無框電機(jī)是一種直接驅(qū)動(dòng)扭矩電機(jī)，其工作原理與任何伺服電機(jī)相同，但通常具有更大的直徑，并直接將扭矩施加到軸上，而無需任何干預(yù)機(jī)制。

無框電機(jī)是具有環(huán)形繞組結(jié)構(gòu)和多極結(jié)構(gòu)的永磁同步電機(jī)。定子使用從源提供的電流來產(chǎn)生磁場(chǎng)，換向器產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。

固定磁鐵和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間的相互作用產(chǎn)生扭矩。

無框電機(jī)有多個(gè)引線。典型的無框電機(jī)具有:

• 電源線

• 接地線

• 反饋引線

• 控制引線

電源線

電源引線用于向直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供電壓或電流

接地線

接地引線作為電源和反饋引線所需的接地連接。

反饋引線

反饋引線將直接驅(qū)動(dòng)力矩電機(jī)連接到傳感器和編碼器，如數(shù)據(jù)和霍爾效應(yīng)傳感器，用于位置感應(yīng)。

控制引線

控制引線可以與反饋引線結(jié)合，傳輸來自控制器的信號(hào)。

無框電機(jī)特點(diǎn)

無框電機(jī)具有多種特點(diǎn)，其中最重要的是無框直接驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩電機(jī)的選擇不是基于功率，而是基于峰值轉(zhuǎn)矩和連續(xù)轉(zhuǎn)矩

空心軸/孔

無框電機(jī)帶有一個(gè)孔，允許電線和其他組件通過驅(qū)動(dòng)軸(電機(jī)中心)的通道。這是不可能與一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的伺服電機(jī)。

可定制的 

無框電機(jī)可以設(shè)計(jì)為特定的性能指標(biāo)，而不是額定功率。

簡(jiǎn)單的維護(hù)

無框無刷直流電機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子組成，沒有任何其他部件，從而降低了維護(hù)成本。

定制的繞組

無框電機(jī)可以具有用戶特定的繞組，以匹配極其性能特定的應(yīng)用，包括定制電壓要求，高速應(yīng)用的層壓變化以及稀土磁性材料的選擇。

設(shè)計(jì)

強(qiáng)和電機(jī)提供了完全的設(shè)計(jì)自由與我們的高效無框電機(jī)。由于不同的直徑，繞組和安裝配置，我們的電機(jī)選擇范圍適用于各種用途。

為什么我要用無框電機(jī)? 

無框無刷直流電機(jī)主要用于高定制性和復(fù)雜的應(yīng)用。

我們的無框電機(jī)適用于需要連續(xù)和峰值扭矩性能的應(yīng)用，并直接集成到組件中，利用無中間動(dòng)力傳輸組件的優(yōu)勢(shì)。

密實(shí)度

Mosrac無框架轉(zhuǎn)矩電機(jī)的尺寸僅為25毫米，適用于任何需要小電機(jī)設(shè)置高扭矩的機(jī)器人或繞組應(yīng)用。

直接驅(qū)動(dòng)

無框電機(jī)被稱為直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)，因?yàn)樨?fù)載直接與電機(jī)連接，沒有任何軸、齒輪或滑輪。這減少了扭矩應(yīng)用中的不準(zhǔn)確性和順應(yīng)性。

高扭矩傳遞

Mosrac電機(jī)針對(duì)最高性能進(jìn)行了優(yōu)化，并具有相對(duì)于電機(jī)尺寸和重量提供最佳扭矩的電磁設(shè)計(jì)。

熱解決方案

對(duì)于需要持續(xù)扭矩傳遞的應(yīng)用，由于加熱，伺服電機(jī)的扭矩會(huì)隨著時(shí)間的推移而減少。無框電機(jī)可以提供相同的性能，因?yàn)楦玫纳嵫娱L(zhǎng)時(shí)間。

有限的訪問

無框電機(jī)是高端應(yīng)用的理想選擇，例如需要持續(xù)操作和有限且罕見維護(hù)的機(jī)器人。

我可以在哪里使用無框電機(jī)?

無框電機(jī)可用于專業(yè)應(yīng)用和幾乎所有的伺服電機(jī)應(yīng)用。

機(jī)器人

直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)特別用于需要精確定位的機(jī)器人關(guān)節(jié)。

Web繞組

卷筒紙卷繞應(yīng)用可以受益于直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)的精確卷繞和放卷。

風(fēng)力渦輪機(jī)

直接驅(qū)動(dòng)風(fēng)力渦輪機(jī)使用無框電機(jī)，因?yàn)樗鼈兛梢跃_控制葉片間距。

致動(dòng)器

無框架電機(jī)最普遍的用途是任何類型的驅(qū)動(dòng)，特別是在機(jī)器人手臂和關(guān)節(jié)。馬賽克電機(jī)在旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器中特別有用，并用于許多輸送系統(tǒng)和分度臺(tái)。

水下機(jī)器人航行器

直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)被用于安裝在水下探測(cè)車上的推進(jìn)器。

模擬器和VR

直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)可以為仿真控制器提供即時(shí)和觸覺反饋，并用于許多VR設(shè)備。

望遠(yuǎn)鏡

由于消除了外殼和齒輪，直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)具有望遠(yuǎn)鏡實(shí)時(shí)調(diào)整所需的快速響應(yīng)時(shí)間。此外，這些電機(jī)可以在長(zhǎng)時(shí)間觀察期間提供連續(xù)的扭矩傳遞。

協(xié)作機(jī)器人(Cobots)

       協(xié)作機(jī)器人有許多關(guān)節(jié)，需要多個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)。由于其緊湊性和精確控制，無框電機(jī)集成到這些關(guān)節(jié)中。

圖片來源:歐姆龍@無框電機(jī)的應(yīng)用

手術(shù)機(jī)器人

手術(shù)機(jī)器人需要極高的精度，這是感應(yīng)電機(jī)無法實(shí)現(xiàn)的。直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)可以很容易地與手持式或自主手術(shù)機(jī)器人融合在一起。

移動(dòng)機(jī)器人

移動(dòng)機(jī)器人具有關(guān)節(jié)電機(jī)，用于不同關(guān)節(jié)的傾斜、驅(qū)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)以及直線運(yùn)動(dòng)。無框電機(jī)可以設(shè)計(jì)成適合移動(dòng)機(jī)器人的外部外殼，并提供這些功能。

類人機(jī)器人

人形機(jī)器人的設(shè)計(jì)不能集成標(biāo)準(zhǔn)的伺服電機(jī)。Mosrac無框架電機(jī)用于肢體驅(qū)動(dòng)，關(guān)節(jié)控制和精確反饋的完整旋轉(zhuǎn)。

由DMKE齒輪提供

外骨骼

外骨骼是一種可穿戴的機(jī)械裝置，可以幫助人們搬運(yùn)重物或幫助身體康復(fù)。從本質(zhì)上講，它是骨骼的延伸，具有與骨骼相同的關(guān)節(jié)。這些關(guān)節(jié)使用各種尺寸和扭矩強(qiáng)度的無框電機(jī)來實(shí)現(xiàn)真正的觸覺反饋。

SCARA機(jī)器人

SCARA機(jī)器人至少有三個(gè)傾斜關(guān)節(jié)，每個(gè)關(guān)節(jié)都需要一個(gè)直徑不同的電機(jī)。軸連接使用比基礎(chǔ)連接更小的電機(jī)。這種關(guān)節(jié)需要完全定制的無框架電機(jī)和按需制造。

軍事機(jī)器人

軍事應(yīng)用如acp，無人駕駛車輛和炮塔都使用無框架馬達(dá)來快速精確瞄準(zhǔn)。

半導(dǎo)體

真空機(jī)器人內(nèi)部的無框電機(jī)用于定位晶圓片。

消費(fèi)電子產(chǎn)品

消費(fèi)電子產(chǎn)品是由拾取機(jī)器人制造的。這些機(jī)器人的任務(wù)是準(zhǔn)確地將元件放入電子設(shè)備中。無框電機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，使用無框電機(jī)可以將許多機(jī)器人緊密地放在一個(gè)小空間內(nèi)。

機(jī)床

幾乎任何帶有旋轉(zhuǎn)主軸的工具都可以使用無框電機(jī)來實(shí)現(xiàn)高扭矩和連續(xù)扭矩。

醫(yī)療

醫(yī)療應(yīng)用需要有限的噪音和干擾。無框電機(jī)沒有任何齒輪和中間組件，使他們安靜的病人舒適。它們用于核磁共振掃描儀、CT掃描儀和其他診斷設(shè)備。

印刷

無框電機(jī)用于許多打印機(jī)頭的精度。

航空航天

安置直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)用于飛行系統(tǒng)控制致動(dòng)器，以提供軸向運(yùn)動(dòng)和致動(dòng)控制表面。

車輛

無框電機(jī)越來越多地用于電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，以提高能源效率和直接扭矩傳遞。

無框架電機(jī)Vs有框架電機(jī)

外殼直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)(DDR電機(jī))是具有封閉外殼的扭矩電機(jī)。沒有軸、齒輪或滑輪來傳遞機(jī)械旋轉(zhuǎn)，但定子和轉(zhuǎn)子被安置在一個(gè)電機(jī)單元中。這提供了一層額外的保護(hù)，同時(shí)仍然提供直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功能。

Mosrac的外殼電機(jī)，如FE和FL系列，外徑僅為40毫米，由于現(xiàn)成的標(biāo)準(zhǔn)尺寸，比我們的無框電機(jī)更具成本效益。我們的無框電機(jī)可以完全尺寸和定制為您的專業(yè)應(yīng)用，需要更少的維護(hù)比有殼電機(jī)。

無框電機(jī)Vs伺服電機(jī)

標(biāo)準(zhǔn)伺服電機(jī)配有定子，轉(zhuǎn)子，軸承，軸和外殼。伺服電機(jī)作為一個(gè)完整的包出售，并有標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用程序。無框或直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)是一種伺服電機(jī)，帶有定子和轉(zhuǎn)子，旨在直接集成到其應(yīng)用中。

無框電機(jī)Vs感應(yīng)電機(jī)

感應(yīng)電動(dòng)機(jī)不如無框電動(dòng)機(jī)精確，不用于高性能應(yīng)用。它們使用旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)工作，效率不如無框電機(jī)，但更堅(jiān)固。感應(yīng)電機(jī)提供比直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)更低的扭矩，并有標(biāo)準(zhǔn)尺寸。

無框電機(jī)

Mosrac無框架電機(jī)適用于高性能應(yīng)用，具有許多優(yōu)點(diǎn)。

●可定制的設(shè)計(jì)，以滿足您的項(xiàng)目。我們的工程師可以從頭開始工作，以建立一個(gè)無框電機(jī)與繞組和尺寸適合您的組裝。

●所有無框電機(jī)均采用優(yōu)化的電磁設(shè)計(jì)。

●無框電機(jī)的扭矩密度相對(duì)較小。

●將Mosrac電機(jī)直接集成到您的設(shè)備中，可以改善散熱，并允許定制冷卻解決方案。

●我們的內(nèi)置DDR電機(jī)和無框電機(jī)都比標(biāo)準(zhǔn)伺服電機(jī)和感應(yīng)電機(jī)維護(hù)更低。

●Mosrac無框電機(jī)已用于領(lǐng)先的機(jī)器人和能源行業(yè)，提供高效可靠的設(shè)備。

●無框電機(jī)有最小的反彈，因?yàn)樗麄儾皇褂谬X輪。

結(jié)論

直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)以其直接扭矩傳遞系統(tǒng)命名，該系統(tǒng)不需要任何中間組件，如軸。這將無框電機(jī)從標(biāo)準(zhǔn)伺服電機(jī)中分離出來，并為這類電機(jī)提供了一個(gè)專門的市場(chǎng)。

它們主要用于機(jī)械臂，MR掃描醫(yī)療設(shè)備以及需要在定制組件中提供高扭矩的應(yīng)用。DDR無刷直流電動(dòng)機(jī)重量輕，具有較高的扭矩密度，運(yùn)行在較低的維護(hù)。直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)也可以有一個(gè)外殼，但它將始終使用機(jī)械扭矩傳輸系統(tǒng)，如滑輪或軸。

定制無框轉(zhuǎn)矩電機(jī)的案例研究

強(qiáng)和電機(jī)擁有提供高性能，可靠和高密度扭矩電機(jī)的傳統(tǒng)，可以通過我們熟練的工程師團(tuán)隊(duì)進(jìn)行定制。我們提供從繞組和材料選擇到轉(zhuǎn)子尺寸的定制。

我們有一個(gè)選擇的無框直接驅(qū)動(dòng)扭矩電機(jī)，適合常見的組件容易。您可以使用我們的比較圖表輕松選擇我們的無框電機(jī)解決方案之一。