Небольшие легкие двигатели, которые хорошо работают, сами по себе не новы. Специалист по приводам Faulhaber появился здесь некоторое время назад, разработав серию 3274 BP4. Бесщеточный серводвигатель постоянного тока диаметром 32 мм и длиной 74 мм имеет непрерывный крутящий момент 162 мНм. При весе чуть менее 320 г он весит менее половины веса обычных двигателей с сопоставимыми характеристиками. Он подходит для приложений, в которых важны рабочие характеристики и динамический запуск / останов с минимально возможным общим весом, например, в шарнирных приводах для роботов-гуманоидов, электрических захватах или высокопроизводительных приводах для роботизированной инспекции. Развитие на этом не остановилось: в легком весе появился маленький брат. Новый миниатюрный привод 2264 BP4 DC достигает максимального крутящего момента 59 мНм при массе 140 г и диаметре 22 мм. Кроме того, скорость до 34 000 м-1 возможно.
Сегментная обмотка увеличивает содержание меди
Причиной этой высокой производительности и сердцем обоих двигателей является обмотка нового сегмента катушки. «Технология упаковки является частью нашей основной компетенции», - говорит Энн Шиллинг, менеджер по продукции в Faulhaber. Специалисты по приводу продолжают традицию с новым сегментом обмотки, который был разработан для бесщеточных двигателей постоянного тока семейства BP4. Faulhaber считается изобретателем так называемой обмотки Faulhaber, с которой началась история современных миниатюрных моторов.
Картинная галерея
Конструкция новой обмотки, на которую подан патент, проста: индивидуально намотанные сегменты вставляются друг в друга внахлест. Это позволяет помещать в катушку особенно большое количество меди. Высокое содержание меди повышает производительность двигателя. Другими желаемыми побочными эффектами этой конструкции катушки являются высокая симметрия обмотки с минимальными потерями тока и, соответственно, высокая эффективность. Благодаря компактной катушке также можно установить прочный вал диаметром 4 мм и подходящие подшипники. «Это означает, что маленький двигатель также можно использовать в качестве прямого привода, например, в наконечниках с моторизованными инструментами», - объясняет менеджер по продукту Энн Шиллинг. Четырехполюсный двигатель также обладает низким моментом инерции и поэтому также хорошо подходит для динамического пуска / останова.
Датчики для определения положения также могут быть интегрированы экономно и экономно. Аналоговые датчики Холла, которые доступны в качестве опции, не требуют дополнительного места для установки. Они очень точно определяют положение вала и в большинстве случаев могут заменить датчик. Это позволяет реализовать особенно легкие и компактные приводные решения. Если требуется большая точность, например, в оптических системах, в измерительных системах или в производстве полупроводников, доступны совместимые оптические и магнитные датчики. Их можно прикрепить к заднему многофункциональному фланцу двигателя.
Новый миниатюрный привод, как и его старший брат, перегружен. Он работает без механической коммутации, подверженной износу, и поэтому обеспечивает значительно более длительный срок службы, чем обычные малые двигатели постоянного тока. Большой температурный диапазон от -40 до 125 ° C, в котором можно использовать двигатель, также интересен для многих применений.
Каждый грамм считается за наконечники
Благодаря этим свойствам новый миниатюрный двигатель постоянного тока подходит в качестве решения для привода практически во всех областях, где мало места или вес играет решающую роль, но в то же время требуется большой крутящий момент, говорит Фолхабер. Энн Шиллинг видит две наиболее важные области применения в наконечниках для электрических инструментов и в промышленной автоматизации. «С помощью электрических секаторов, электрических отверток или механизированных инструментов для хирургии пользователи часто работают со своими устройствами в течение многих часов. Поэтому каждый грамм, который нужно удерживать и перемещать, имеет значение ». В то же время инструменты должны быть быстрыми, прочными и эффективными, поэтому они должны быть в своих лучших проявлениях, чтобы гарантировать, что каждый рабочий шаг может быть выполнен без изменения положения.
Очень похожие требования применяются - по крайней мере, в отношении соотношения размера и крутящего момента - во многих областях автоматизации производства, например, с помощью захватов или роботов, с мобильными роботами, такими как канализационные роботы, в авиации с оборудованием кабины или с активными протезами, которые функционируют недостающие конечности могут захватывать все больше и больше. Таким образом, миниатюрный привод постоянного тока может быть оснащен подходящими прецизионными коробками передач практически для любой задачи.
SPC IPC 2017: Зал 4, Стенд 346
* Эллен-Кристин Райфф, специалист-журналист из редакции Stutensee