कई क्रय प्रबंधक और इंजीनियर भ्रमित करते हैं फ़्रेमलेस मोटरों को पारंपरिक सर्वो टॉर्क मोटरों के साथ , या यहां तक कि यह भी मान लेते हैं कि फ़्रेमलेस मोटर केवल एक मानक मोटर है जिसका आवास हटा दिया गया है।
वास्तव में, एक फ्रेमलेस मोटर एक पूर्ण मोटर नहीं है जिसे सीधे स्थापित और संचालित किया जा सकता है । इसके बजाय, यह मुख्य विद्युत चुम्बकीय मोटर घटकों का एक सेट है जिसमें मुख्य रूप से स्टेटर और रोटर शामिल हैं। इसमें आवास, बीयरिंग, आउटपुट शाफ्ट, एंड कवर या अन्य यांत्रिक संरचनाएं शामिल नहीं हैं। इंजीनियरों को मोटर को सीधे उपकरण में ही एकीकृत करने की आवश्यकता है।
एक पारंपरिक सर्वो मोटर एक पूर्ण, स्व-निहित मोटर है। इसकी हाउसिंग, बियरिंग, शाफ्ट और वाइंडिंग पूरी तरह से एकीकृत हैं। उपयोगकर्ता बस मोटर को माउंट करते हैं और ऑपरेशन से पहले लोड को कपलिंग के माध्यम से जोड़ते हैं।
इसके विपरीत, एक फ्रेमलेस मोटर को दो मुख्य घटकों के रूप में आपूर्ति की जाती है:
स्टेटर (वाइंडिंग्स के साथ लेमिनेटेड कोर) + रोटर (स्थायी चुम्बकों के साथ)
इसमें हाउसिंग, बियरिंग्स, आउटपुट शाफ्ट या एंड कवर शामिल नहीं हैं।
उपकरण आवास स्वयं मोटर आवास के रूप में कार्य करता है, जबकि उपकरण के स्वयं के बीयरिंग रोटर का समर्थन करते हैं। मशीन का मुख्य शाफ्ट सीधे रोटर बोर से होकर गुजरता है, जिससे मोटर पूरी मशीन का एक एकीकृत हिस्सा बन जाता है।
कुछ मॉडलों में ओवरहीटिंग से सुरक्षा के लिए अंतर्निर्मित तापमान सेंसर शामिल होते हैं। हॉल सेंसर और एनकोडर माउंटिंग बेस को भी ग्राहकों की आवश्यकताओं के अनुसार कॉन्फ़िगर किया जा सकता है।
फ़्रेमलेस मोटरें आम तौर पर दो संरचनात्मक विन्यासों में उपलब्ध होती हैं: आंतरिक-रोटर और बाहरी-रोटर डिज़ाइन.
इनर-रोटर मोटर्स में कम जड़ता और तेज़ प्रतिक्रिया होती है।
आउटर-रोटर मोटर्स में बड़ा रोटर व्यास होता है और कम गति पर उच्च टॉर्क प्रदान करता है, जो उन्हें हेवी-ड्यूटी संयुक्त अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है।
ऑपरेटिंग सिद्धांत मूलतः ब्रशलेस सर्वो मोटर के समान है।
सर्वो ड्राइव स्टेटर वाइंडिंग्स को तीन चरण की धारा की आपूर्ति करती है, जिससे एक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है। यह चुंबकीय क्षेत्र स्थायी-चुंबक रोटर को समकालिक रूप से घुमाने के लिए प्रेरित करता है।
एक बाहरी एनकोडर का उपयोग आमतौर पर के बंद-लूप नियंत्रण को प्राप्त करने के लिए किया जाता है स्थिति, गति और टॉर्क .
मुख्य अंतर यह है कि सभी यांत्रिक समर्थन संरचनाएं मशीन द्वारा ही प्रदान की जाती हैं , जबकि मोटर घटक मुख्य रूप से टॉर्क और घूर्णी गति उत्पन्न करने के लिए जिम्मेदार होते हैं।
मोटर हाउसिंग और अनावश्यक यांत्रिक संरचनाओं को समाप्त करके, फ़्रेमलेस मोटर्स समान टॉर्क आउटपुट को बनाए रखते हुए अक्षीय लंबाई को काफी कम कर सकते हैं।
कुल उपकरण का वजन लगभग 20-40% तक कम किया जा सकता है , जिससे फ्रेमलेस मोटर विशेष रूप से अंतरिक्ष-बाधित और वजन-संवेदनशील अनुप्रयोगों जैसे रोबोटिक जोड़ों, हाथ में चिकित्सा उपकरणों और हवाई उपकरणों के लिए उपयुक्त हो जाती है।
रोटर को सीधे लोड शाफ्ट पर लगाया जा सकता है, जिससे कपलिंग, टाइमिंग बेल्ट और गियर जैसे मध्यवर्ती ट्रांसमिशन घटकों को हटा दिया जाता है।
यह ट्रांसमिशन बैकलैश को खत्म करने, सिस्टम की कठोरता को बढ़ाने, प्रतिक्रिया की गति में सुधार करने और अत्यधिक उच्च दोहराव स्थिति सटीकता प्राप्त करने में मदद करता है।
परिणामस्वरूप, फ्रेमलेस मोटर सटीक गति अनुप्रयोगों के लिए विशेष रूप से उपयुक्त हैं।
कई फ़्रेमलेस मोटरों में एक बड़ी खोखली-रिंग डिज़ाइन होती है। केबल, ट्यूबिंग और अन्य घटक सीधे मोटर के केंद्रीय खोखले बोर से गुजर सकते हैं।
यह आंतरिक केबल रूटिंग को बहुत सरल बनाता है और विशेष रूप से रोबोटिक जोड़ों और रोटरी टेबल जैसे अनुप्रयोगों में उपयोगी है।
क्योंकि स्टेटर को सीधे उपकरण आवास के खिलाफ लगाया जा सकता है, मशीन आवास स्वयं गर्मी अपव्यय आधार के रूप में काम कर सकता है।
सिस्टम प्राकृतिक शीतलन का उपयोग कर सकता है या जल-शीतलन या तेल-शीतलन चैनलों को शामिल कर सकता है, जिससे फ्रेमलेस मोटरें निरंतर उच्च-टोक़ संचालन के लिए उपयुक्त हो जाती हैं।
मोटर घटकों को विशेष रूप से वैक्यूम, उच्च और निम्न तापमान और उच्च आर्द्रता अनुप्रयोगों सहित ऑपरेटिंग वातावरण की मांग के लिए संरक्षित किया जा सकता है।
यह उन्हें चिकित्सा उपकरण, एयरोस्पेस सिस्टम, सेमीकंडक्टर उपकरण और निर्यात बाजारों के लिए अंतरराष्ट्रीय प्रमाणन की आवश्यकता वाले अन्य अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है।
फ़्रेमलेस मोटर प्लग-एंड-प्ले समाधान नहीं है। उपकरण इंजीनियरिंग टीम को यांत्रिक संरचना डिजाइन, असर चयन, स्टेटर-रोटर सांद्रता, एनकोडर एकीकरण और थर्मल प्रबंधन को संभालना होगा।
इसलिए विकास का कार्यभार पारंपरिक सर्वो मोटर की तुलना में काफी अधिक है, जिससे फ्रेमलेस मोटरें छोटी परियोजनाओं या तेजी से प्रोटोटाइप के लिए कम उपयुक्त हो जाती हैं।
फ़्रेमलेस मोटर की अपनी एकीकृत शीतलन संरचना नहीं होती है।
यदि उपकरण पर्याप्त गर्मी अपव्यय प्रदान नहीं करता है, तो निरंतर संचालन के परिणामस्वरूप आसानी से ओवरहीटिंग अलार्म या स्थायी-चुंबक विचुंबकीकरण हो सकता है।
यह विदेशी उपकरण परियोजनाओं में सबसे आम विफलता बिंदुओं में से एक है।
स्टेटर और रोटर के बीच हवा का अंतर बहुत छोटा है। गलत संरेखण या विलक्षण असेंबली असामान्य करंट, अत्यधिक कंपन और स्थायी-चुंबक की रगड़ या क्षति का कारण बन सकती है।
इसलिए, फैक्ट्री असेंबली प्रक्रियाओं, फिक्स्चर और टूलींग पर सख्त आवश्यकताएं रखी जाती हैं।
मोटर किट स्वयं लागत लाभ प्रदान कर सकती है। हालाँकि, एक बार यांत्रिक विकास, टूलींग, एनकोडर, बियरिंग्स और अन्य घटकों को शामिल करने के बाद, एक छोटे-बैच प्रोजेक्ट की कुल लागत वास्तव में एक पूर्ण सर्वो मोटर खरीदने से अधिक हो सकती है।
फ़्रेमलेस मोटरों के लागत लाभ आम तौर पर बड़ी मात्रा में ओईएम उत्पादन में अधिक स्पष्ट होते हैं.
मानक स्वचालन लाइनों, पारंपरिक मशीन टूल्स, कन्वेयर सिस्टम, सीमित इंजीनियरिंग संसाधनों वाली परियोजनाओं, तेजी से तैनाती आवश्यकताओं या छोटे-बैच प्रोटोटाइप के लिए, एक पूर्ण सर्वो मोटर आम तौर पर बेहतर विकल्प है।
यह विकास की जटिलता और समग्र परियोजना जोखिम को कम करता है।
सहयोगात्मक रोबोट, ह्यूमनॉइड रोबोट जोड़, चार पैरों वाले रोबोट और एक्सोस्केलेटन रोबोट प्रमुख अनुप्रयोग क्षेत्र हैं।
खोखली फ्रेमलेस मोटरें रोबोटिक जोड़ों के लिए एक मुख्यधारा समाधान बन गई हैं क्योंकि वे सुविधाजनक आंतरिक केबल रूटिंग प्रदान करते हुए सीमित इंस्टॉलेशन स्थान के भीतर उच्च टॉर्क प्रदान कर सकते हैं।
वैश्विक OEM मांग लगातार बढ़ रही है।
अनुप्रयोगों में सर्जिकल रोबोट, पुनर्वास उपकरण और मेडिकल रोटरी टेबल शामिल हैं।
चिकित्सा उपकरण आकार, वजन, सफाई और सुरक्षा पर सख्त आवश्यकताएं रखते हैं।
फ़्रेमलेस मोटर्स को सीधे उपकरण में एकीकृत किया जा सकता है, जिससे उजागर ट्रांसमिशन घटकों को कम किया जा सकता है और विदेशी चिकित्सा उपकरण प्रमाणन आवश्यकताओं को पूरा करने में मदद मिल सकती है।
अनुप्रयोगों में वेफर रोटरी चरण और सटीक निरीक्षण रोटरी तंत्र शामिल हैं।
ये सिस्टम शून्य बैकलैश और उच्च कठोरता को प्राथमिकता देते हैं। सीधे लोड चलाने से पारंपरिक ट्रांसमिशन सिस्टम द्वारा शुरू की गई त्रुटियां कम हो जाती हैं।
अनुप्रयोगों में एयरबोर्न एक्चुएटर्स और इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल या सेंसर गिंबल्स शामिल हैं।
इन अनुप्रयोगों के लिए उच्च और निम्न तापमान वाली परिस्थितियों में सख्त वजन नियंत्रण और विश्वसनीय संचालन की आवश्यकता होती है।
डायरेक्ट-ड्राइव रोटेशन प्रदान करने के लिए फ़्रेमलेस मोटर्स को सीधे रोटरी टेबल में एकीकृत किया जा सकता है।
यह घूर्णी गति और स्थिति सटीकता में सुधार करते हुए पारंपरिक वर्म-एंड-व्हील ट्रांसमिशन तंत्र को समाप्त करता है।
अनुशंसित नहीं किए गए अनुप्रयोग:
पारंपरिक उत्पादन लाइनों, मानक उत्कीर्णन उपकरण और सरल ट्रांसमिशन तंत्र के लिए, फ्रेमलेस मोटर का उपयोग सार्थक प्रदर्शन लाभ प्रदान किए बिना केवल विकास जटिलता को बढ़ा सकता है।
मोटर का चयन उपकरण की वास्तविक परिचालन स्थितियों पर आधारित होना चाहिए।
इंजीनियरों को के बीच अंतर करने की आवश्यकता है निरंतर आरएमएस टॉर्क और अल्पकालिक पीक टॉर्क .
कई ग्राहक लंबी अवधि के संचालन के दौरान निरंतर टॉर्क की आवश्यकताओं को नजरअंदाज करते हुए केवल पीक टॉर्क के आधार पर मोटर का चयन करते हैं। इससे ओवरहीटिंग और मोटर विफलता हो सकती है।
विभिन्न विदेशी बाजारों और परिचालन परिवेशों में निर्यात किए जाने वाले उपकरणों के लिए, पर्याप्त टॉर्क सुरक्षा मार्जिन हमेशा आरक्षित रखा जाना चाहिए।
स्टेटर को मशीन के फ्रेम पर सुरक्षित रूप से लगाया जाना चाहिए, जबकि रोटर को मुख्य शाफ्ट से मजबूती से जोड़ा जाना चाहिए।
स्टेटर-रोटर एयर गैप को सख्ती से बनाए रखा जाना चाहिए।
अनुचित संकेंद्रितता के परिणामस्वरूप कंपन, शोर और स्थायी-चुंबक घिसाव हो सकता है।
निर्यात के लिए इच्छित उपकरणों के लिए, समुद्री माल ढुलाई के दौरान परिवहन कंपन पर भी विचार किया जाना चाहिए, और उपयुक्त एंटी-लूज़िंग संरचनात्मक डिजाइन लागू किए जाने चाहिए।
फ़्रेमलेस मोटरें एकीकृत शीतलन प्रणाली के साथ नहीं आती हैं।
लगातार भारी भार वाली स्थितियों के तहत, गर्मी अपव्यय आमतौर पर एल्यूमीनियम आवास या अन्य मशीन संरचनाओं पर निर्भर करता है। आवश्यकता पड़ने पर जल शीतलन की आवश्यकता हो सकती है।
विदेशी ग्राहकों के बीच एक आम मुद्दा उपयुक्त थर्मल पथ को डिज़ाइन किए बिना सीधे पूर्ण लोड पर मोटर को पावर देना है। थोड़े ही समय में मोटर ज़्यादा गरम हो सकती है।
उष्णकटिबंधीय और उच्च तापमान वाले बाजारों में निर्यात किए जाने वाले उपकरणों के लिए, अतिरिक्त थर्मल मार्जिन पर विचार किया जाना चाहिए।
फ़्रेमलेस मोटर में आमतौर पर एनकोडर शामिल नहीं होता है।
उपकरण निर्माता को एप्लिकेशन के अनुसार एक एनकोडर का चयन और एकीकृत करने की आवश्यकता होती है।
एनकोडर की सटीकता, संचार प्रोटोकॉल और माउंटिंग आयाम सर्वो ड्राइव के साथ पूरी तरह से संगत होने चाहिए।
ड्राइव को ब्रशलेस टॉर्क मोटर/सर्वो ऑपरेशन का समर्थन करना चाहिए । एक मानक सामान्य प्रयोजन ड्राइव फ़्रेमलेस मोटर के प्रदर्शन का पूरी तरह से उपयोग करने में सक्षम नहीं हो सकता है।
यदि किसी विदेशी अंतिम ग्राहक के पास पर्याप्त यांत्रिक एकीकरण क्षमताएं नहीं हैं, तो आमतौर पर ढीले घटकों के रूप में फ्रेमलेस मोटर की आपूर्ति करने की अनुशंसा नहीं की जाती है।
गलत संयोजन आसानी से उपकरण विफलता का कारण बन सकता है।
विदेशी OEM ग्राहकों के लिए, HOLRY संपूर्ण असेंबली निर्देशों और तकनीकी दस्तावेज़ीकरण के साथ मानकीकृत फ़्रेमलेस मोटर किट प्रदान कर सकता है , जिससे अंतर्राष्ट्रीय ग्राहकों के लिए एकीकरण जोखिमों को कम करने में मदद मिलती है।
फ़्रेमलेस मोटर अनिवार्य रूप से एक विद्युत चुम्बकीय मोटर असेंबली है।
बियरिंग्स, थर्मल प्रबंधन, फीडबैक सिस्टम और यांत्रिक समर्थन संरचनाएं सभी को बाहरी रूप से डिजाइन करने की आवश्यकता है।
यह आसानी से एक पूर्ण सर्वो मोटर की जगह नहीं ले सकता। यांत्रिक प्रणाली को दोबारा डिज़ाइन किए बिना सीधा प्रतिस्थापन अनिवार्य रूप से एकीकरण समस्याएं पैदा करेगा।
पीक टॉर्क केवल अल्पकालिक संचालन के लिए उपलब्ध है।
दीर्घकालिक संचालन के लिए, निरंतर टॉर्क और थर्मल प्रबंधन अधिक महत्वपूर्ण हैं।
यहां तक कि यदि शीतलन प्रणाली अपर्याप्त है तो उच्च-प्रदर्शन वाली मोटर भी ज़्यादा गरम हो सकती है और स्थायी-चुंबक विचुंबकीकरण से पीड़ित हो सकती है।
छोटे-बैच परियोजनाओं के लिए, विकास, टूलींग, एनकोडर, बेयरिंग और अन्य सहायक लागतें कुल निवेश में उल्लेखनीय वृद्धि कर सकती हैं।
फ़्रेमलेस मोटर्स की पूरी लागत का लाभ आम तौर पर उच्च मात्रा वाले ओईएम उत्पादन में प्राप्त होता है.
क्योंकि स्टेटर-रोटर एयर गैप बेहद छोटा है, असेंबली मिसलिग्न्मेंट से रोटर-स्टेटर संपर्क, स्थायी-चुंबक क्षति, अत्यधिक कंपन और असामान्य शोर हो सकता है।
विदेशी उपकरणों के लिए, ऑन-साइट रखरखाव और प्रतिस्थापन लागत बहुत अधिक हो सकती है।
उच्च तापमान, उच्च आर्द्रता, या उच्च धूल स्तर वाले क्षेत्रों में भेजे जाने वाले उपकरणों को वाइंडिंग इन्सुलेशन और स्थायी-चुंबक सुरक्षा पर अतिरिक्त विचार करने की आवश्यकता होती है।
कम तापमान वाले बाजारों के लिए, स्थायी चुम्बकों के कम तापमान वाले प्रदर्शन का भी मूल्यांकन किया जाना चाहिए।
घरेलू प्रोटोटाइप डिज़ाइनों को पर्यावरणीय अनुकूलन के बिना आसानी से विदेशी बाज़ारों में स्थानांतरित नहीं किया जाना चाहिए।
ए: नहीं.
एक फ्रेमलेस मोटर को स्टेटर + रोटर किट के रूप में आपूर्ति की जाती है । पूरी मशीन को आवास, बीयरिंग, मुख्य शाफ्ट, एनकोडर और सर्वो ड्राइव प्रदान करना होगा।
मोटर के ठीक से काम करने से पहले मैकेनिकल असेंबली और इलेक्ट्रिकल कमीशनिंग पूरी होनी चाहिए।
ए: फ्रेमलेस मोटर डायरेक्ट-ड्राइव टॉर्क मोटर का एक रूप है।
डायरेक्ट-ड्राइव मोटरें हाउसिंग के साथ पूर्ण मोटरों और फ़्रेमलेस मोटर किट दोनों के रूप में उपलब्ध हैं।
फ़्रेमलेस संस्करण को ग्राहक के उपकरण में एकीकरण की आवश्यकता होती है।
ए: फ्रेमलेस मोटरें उन अनुप्रयोगों के लिए विशेष रूप से उपयुक्त हैं:
जगह की सख्त बाध्यता रखें
हल्के डिज़ाइन की आवश्यकता है
शून्य प्रतिक्रिया और उच्च स्थिति निर्धारण सटीकता की मांग करें
उच्च मात्रा में ओईएम उत्पादन की आवश्यकता है
मैकेनिकल और सर्वो एकीकरण में सक्षम इंजीनियरिंग टीमें रखें
सीमित अनुसंधान एवं विकास संसाधनों या छोटे-बैच प्रोटोटाइप वाली परियोजनाओं के लिए, एक पूर्ण सर्वो मोटर आम तौर पर एक बेहतर विकल्प है।
उत्तर: हाँ.
HOLRY फ्रेमलेस मोटरें जैसी निर्यात आवश्यकताओं का समर्थन करती हैं CE प्रमाणीकरण .
विदेशी ग्राहकों के लिए, आपूर्तिकर्ताओं को असेंबली मैनुअल, टॉर्क कर्व्स, तापमान संरक्षण पैरामीटर और कूलिंग सिस्टम, एनकोडर और बियरिंग चयन के लिए तकनीकी मार्गदर्शन प्रदान करना चाहिए।
उत्तर: सामान्य विफलता के कारणों में शामिल हैं:
अपर्याप्त थर्मल प्रबंधन के परिणामस्वरूप अति ताप और स्थायी-चुंबक विचुंबकीकरण होता है
स्टेटर-रोटर गलत संरेखण के कारण रोटर-स्टेटर संपर्क होता है
एनकोडर और सर्वो ड्राइव असंगति
अनुचित बियरिंग चयन
गलत लोड गणना और अपर्याप्त टॉर्क मार्जिन
फ़्रेमलेस मोटर 'पारंपरिक पूर्ण सर्वो मोटर का उच्च-प्रदर्शन संस्करण' नहीं है।
इसके बजाय, यह एक कोर इलेक्ट्रोमैग्नेटिक मोटर असेंबली है जिसे अत्यधिक एकीकृत और अनुकूलित उपकरणों के लिए डिज़ाइन किया गया है.
इसके मुख्य लाभ इसके उच्च स्तर के एकीकरण से आते हैं, लेकिन यह सिस्टम-स्तरीय मैकेनिकल और इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के लिए उच्च आवश्यकताएं भी पैदा करता है।
मोटर का चयन केवल उत्पाद सूची में सूचीबद्ध टॉर्क और गति विनिर्देशों पर आधारित नहीं होना चाहिए।
इंजीनियरों को संपूर्ण आवेदन पर विचार करना चाहिए, जिसमें शामिल हैं:
उपलब्ध स्थापना स्थान
वजन घटाने की आवश्यकताएँ
उत्पादन की मात्रा
अनुसंधान एवं विकास और इंजीनियरिंग क्षमताएं
लक्ष्य निर्यात बाज़ार
परिचालन तापमान और पर्यावरणीय स्थितियाँ
थर्मल प्रबंधन आवश्यकताएँ
एनकोडर और सर्वो ड्राइव संगतता
सही अनुप्रयोग के लिए, एक फ्रेमलेस मोटर छोटे उपकरण आकार, उच्च परिशुद्धता, कम वजन और बेहतर सिस्टम एकीकरण प्राप्त करने में मदद कर सकती है.
हालाँकि, पर्याप्त इंजीनियरिंग तैयारी के बिना फ्रेमलेस मोटर का चयन करने से विकास में देरी, उच्च विफलता दर और विदेशी बिक्री के बाद की लागत में काफी वृद्धि हो सकती है।
HOLRY के अनुसंधान एवं विकास और निर्माण में माहिर है फ्रेमलेस मोटर्स और सर्वो टॉर्क मोटर्स .
के साथ मोशन-कंट्रोल इंजीनियरिंग में 15 वर्षों के व्यावहारिक अनुभव और वैश्विक अंतर्राष्ट्रीय व्यापार परियोजनाओं में सेवा देने के 10 वर्षों के अनुभव , HOLRY अनुकूलित वाइंडिंग्स, खोखले-बोर आयामों और वैकल्पिक सेंसर का समर्थन करते हुए मानकीकृत फ्रेमलेस मोटर किट प्रदान करता है।
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