Kas yra berėmis variklis

Daugelis pirkimų vadybininkų ir inžinierių yra linkę painioti berėmius variklius su įprastais servo sukimo momento varikliais arba netgi manyti, kad berėmiai varikliai yra tiesiog standartinis variklis su nuimtu korpusu.

Tiesą sakant, berėmės variklis nėra visas variklis, kurį galima montuoti ir valdyti tiesiogiai . Vietoj to, tai yra rinkinys, pagrindinių elektromagnetinių variklio komponentų kurį daugiausia sudaro statorius ir rotorius. Tai neapima korpuso, guolių, išėjimo veleno, galų dangtelių ar kitų mechaninių konstrukcijų. Inžinieriai turi integruoti variklį tiesiai į pačią įrangą.

Pagrindinė apibrėžtis ir pagrindinė struktūra

Kas yra variklis be rėmo?

Įprastas servo variklis yra pilnas, autonominis variklis. Jo korpusas, guoliai, velenas ir apvijos yra visiškai integruoti. Prieš pradėdami dirbti, vartotojai tiesiog sumontuoja variklį ir sujungia apkrovą per movą.

Berėkis variklis, priešingai, tiekiamas kaip du pagrindiniai komponentai:

Statorius (laminuota šerdis su apvijomis) + Rotorius (su nuolatiniais magnetais)

Jame nėra korpuso, guolių, išėjimo veleno ar galinių dangčių.

Pats įrangos korpusas yra variklio korpusas, o pačios įrangos guoliai palaiko rotorių. Pagrindinis mašinos velenas eina tiesiai per rotoriaus angą, todėl variklis gali tapti integruota visos mašinos dalimi.

Dviejų pagrindinių komponentų analizė

Statorius:
Statorius sudarytas iš laminuotų silicio plieno lakštų ir varinių apvijų. Jis yra patikimai sumontuotas įrangos korpuso viduje ir generuoja besisukantį magnetinį lauką, kai yra įjungtas.

Kai kuriuose modeliuose yra įmontuoti temperatūros jutikliai, apsaugantys nuo perkaitimo. Salės jutikliai ir enkoderio tvirtinimo pagrindai taip pat gali būti konfigūruojami pagal klientų poreikius.

Rotorius:
Rotorius turi arba yra sujungtas su didelio našumo nuolatiniais magnetais ir yra tiesiogiai sumontuotas ant besisukančio pagrindinio mašinos veleno, besisukančio kartu su apkrova.

Berėmiai varikliai paprastai būna dviejų konstrukcinių konfigūracijų: vidinio ir išorinio rotoriaus konstrukcijos.

• Varikliai su vidiniu rotoriu pasižymi mažesne inercija ir greitesne reakcija.

• Varikliai su išoriniu rotoriu turi didesnį rotoriaus skersmenį ir užtikrina didesnį sukimo momentą esant mažam greičiui, todėl jie tinkami naudoti sunkioms jungtims.

Kaip veikia variklis be rėmo?

Veikimo principas iš esmės yra toks pat kaip ir bešepetėlio servovariklio.

Servo pavara tiekia trifazę srovę į statoriaus apvijas, generuodama besisukantį magnetinį lauką. Šis magnetinis laukas skatina nuolatinio magneto rotorių suktis sinchroniškai.

Išorinis kodavimo įrenginys paprastai naudojamas valdymui uždaru ciklu padėties, greičio ir sukimo momento .

Pagrindinis skirtumas yra tas, kad visas mechanines atramines konstrukcijas sukuria pati mašina , o variklio komponentai pirmiausia yra atsakingi už sukimo momento ir sukimosi greičio generavimą.

Variklis be rėmo, palyginti su įprastiniu uždaru servo varikliu

Pagrindiniai berėmių variklių pranašumai

Itin didelis sukimo momento tankis, mažesnis dydis ir mažesnis svoris

Pašalinus variklio korpusą ir nereikalingas mechanines konstrukcijas, berėmiai varikliai gali žymiai sumažinti ašinį ilgį išlaikant tą patį sukimo momentą.

Bendras įrangos svoris gali būti sumažintas maždaug 20–40 % , todėl berėmiai varikliai yra ypač tinkami ribotai erdvei ir svoriui jautrioms programoms, tokioms kaip robotų jungtys, rankiniai medicinos prietaisai ir orlaivių įranga.

Pašalina tarpinę transmisiją, nulinį atstumą ir didesnį padėties nustatymo tikslumą

Rotorius gali būti montuojamas tiesiai ant apkrovos veleno, pašalinant tarpinius transmisijos komponentus, tokius kaip movos, paskirstymo diržai ir krumpliaračiai.

Tai padeda pašalinti transmisijos atstumą, padidinti sistemos standumą, pagerinti reakcijos greitį ir pasiekti itin aukštą pakartojimo padėties nustatymo tikslumą.

Dėl to berėmiai varikliai ypač tinka tiksliam judėjimui.

Didelė integracija ir didesnis dizaino lankstumas

Daugelis berėmių variklių turi didelį tuščiavidurį žiedą. Kabeliai, vamzdeliai ir kiti komponentai gali praeiti tiesiai per centrinę tuščiavidurę variklio angą.

Tai labai supaprastina vidinį kabelių nukreipimą ir ypač naudinga naudojant tokias programas kaip robotiniai sujungimai ir sukamieji stalai.

Lankstus šilumos valdymas

Kadangi statorius gali būti montuojamas tiesiai prie įrangos korpuso, pats mašinos korpusas gali tarnauti kaip šilumos išsklaidymo pagrindas.

Sistemoje gali būti naudojamas natūralus aušinimas arba vandens aušinimo arba alyvos aušinimo kanalai, todėl berėmiai varikliai tinka nuolatiniam didelio sukimo momento veikimui.

Tinka specialioms aplinkoms ir pritaikytoms eksporto programoms

Variklio komponentai gali būti specialiai apsaugoti sudėtingoje darbo aplinkoje, įskaitant vakuumą, aukštą ir žemą temperatūrą bei didelę drėgmę.

Dėl to jie tinka medicinos įrangai, kosmoso sistemoms, puslaidininkinei įrangai ir kitoms programoms, kurioms reikia tarptautinių sertifikatų eksporto rinkoms.

Būdingi berėmių variklių apribojimai

Aukštesni sistemos lygio inžineriniai reikalavimai

Variklis be rėmo nėra „plug and play“ sprendimas. Įrangos inžinierių komanda turi tvarkyti mechaninės konstrukcijos projektavimą, guolių parinkimą, statoriaus ir rotoriaus koncentriškumą, kodavimo įrenginio integravimą ir šilumos valdymą.

Todėl kūrimo darbo krūvis yra žymiai didesnis nei įprasto servo variklio, todėl berėmiai varikliai mažiau tinka mažiems projektams ar greitam prototipų kūrimui.

Šilumos valdymas tampa įrangos projektavimo atsakomybe

Berėmes variklis neturi savo integruotos aušinimo struktūros.

Jei įranga neužtikrina pakankamo šilumos išsklaidymo, nuolatinis veikimas gali lengvai sukelti perkaitimo pavojaus signalus arba nuolatinio magneto išmagnetinimą.

Tai yra vienas iš dažniausiai pasitaikančių gedimų užjūrio įrangos projektuose.

Griežti surinkimo reikalavimai

Oro tarpas tarp statoriaus ir rotoriaus yra labai mažas. Netinkamas išlygiavimas arba ekscentrinis mazgas gali sukelti nenormalią srovę, pernelyg didelę vibraciją ir nuolatinio magneto trynimą arba pažeidimus.

Todėl gamyklos surinkimo procesams, armatūrai ir įrankiams keliami griežti reikalavimai.

Mažos partijos projektų bendra kaina negali būti mažesnė

Pats variklio komplektas gali pasiūlyti išlaidų pranašumą. Tačiau įtraukus mechaninę plėtrą, įrankius, kodavimo įrenginius, guolius ir kitus komponentus, visos mažos partijos projekto išlaidos iš tikrųjų gali būti didesnės nei viso servovariklio įsigijimo.

Berėmių variklių sąnaudų pranašumai paprastai yra labiau akivaizdūs gaminant didelės apimties OEM.

Kada turėtumėte pasirinkti įprastą uždarą servo variklį?

Standartinėms automatizavimo linijoms, įprastoms staklėms, konvejerių sistemoms, projektams su ribotais inžineriniais ištekliais, greito diegimo reikalavimais arba mažų partijų prototipams, pilnas servovariklis paprastai yra geresnis pasirinkimas.

Tai sumažina kūrimo sudėtingumą ir bendrą projekto riziką.

Pagrindinės berėmių variklių taikymo pramonės šakos

Robotika – didžiausia taikomųjų programų rinka

Bendradarbiaujantys robotai, humanoidiniai robotų jungtys, keturkojai robotai ir egzoskeleto robotai yra pagrindinės taikymo sritys.

Tuščiaviduriai berėmiai varikliai tapo pagrindiniu robotų jungčių sprendimu, nes jie gali užtikrinti didelį sukimo momentą ribotoje montavimo erdvėje, tuo pačiu užtikrinant patogų vidinį kabelių nukreipimą.

Pasaulinė OEM paklausa ir toliau auga.

Tikslioji medicininė įranga

Taikymas apima chirurginius robotus, reabilitacijos įrangą ir medicininius sukamuosius stalus.

Medicinos įrangai keliami griežti dydžio, svorio, švaros ir saugos reikalavimai.

Berėmius variklius galima integruoti tiesiai į įrangą, taip sumažinant atvirus transmisijos komponentus ir padedant įvykdyti užjūrio medicinos įrangos sertifikavimo reikalavimus.

Puslaidininkinė ir tikslioji automatika

Taikymas apima plokštelių sukimosi etapus ir tikslaus tikrinimo sukamuosius mechanizmus.

Šios sistemos teikia pirmenybę nuliui atstūmimui ir dideliam standumui. Tiesioginis krovinio valdymas sumažina įprastų perdavimo sistemų klaidų skaičių.

Orlaiviai ir specialiosios paskirties įranga

Taikymas apima ore esančias pavaras ir elektrooptinius arba jutiklinius gimbalus.

Šios programos reikalauja griežtos svorio kontrolės ir patikimo veikimo sudėtingomis aukštos ir žemos temperatūros sąlygomis.

Aukščiausios klasės staklės ir tiesioginės pavaros sukamieji stalai

Berėmius variklius galima integruoti tiesiai į sukamuosius stalus, kad būtų galima suktis tiesiogine pavara.

Tai pašalina tradicinius sliekinės ir ratinės transmisijos mechanizmus, tuo pačiu pagerindamas sukimosi greitį ir padėties nustatymo tikslumą.

Taikymas nerekomenduojamas:
įprastoms gamybos linijoms, standartinei graviravimo įrangai ir paprastiems perdavimo mechanizmams berėmio variklio naudojimas gali tik padidinti kūrimo sudėtingumą, nesuteikdamas reikšmingos našumo naudos.

Penki pagrindiniai berėmio variklio pasirinkimo ir integravimo punktai

Atskirkite nuolatinį sukimo momentą nuo didžiausio sukimo momento

Variklio pasirinkimas turi būti pagrįstas faktinėmis įrangos veikimo sąlygomis.

Inžinieriai turi atskirti nuolatinį RMS sukimo momentą ir trumpalaikį didžiausią sukimo momentą.

Daugelis klientų pasirenka variklius tik pagal didžiausią sukimo momentą, nepaisydami nuolatinio sukimo momento reikalavimų ilgalaikio veikimo metu. Tai gali sukelti perkaitimą ir variklio gedimą.

Į įvairias užsienio rinkas ir eksploatacines aplinkas eksportuojamai įrangai visada reikia rezervuoti pakankamą sukimo momento saugos ribą.

Mechaninė konstrukcija ir koncentriškumo valdymas

Statorius turi būti tvirtai pritvirtintas prie mašinos rėmo, o rotorius turi būti tvirtai prijungtas prie pagrindinio veleno.

Statoriaus ir rotoriaus oro tarpas turi būti griežtai prižiūrimas.

Netinkamas koncentriškumas gali sukelti vibraciją, triukšmą ir nuolatinio magneto nusidėvėjimą.

Eksportui skirtos įrangos atveju taip pat turėtų būti atsižvelgta į transportavimo vibraciją gabenant jūra ir turi būti įgyvendintos tinkamos konstrukcinės konstrukcijos, apsaugančios nuo atsipalaidavimo.

Šilumos valdymas yra labai svarbus

Berėmiuose varikliuose nėra integruotos aušinimo sistemos.

Esant nuolatinėms didelės apkrovos sąlygoms, šilumos išsklaidymas paprastai priklauso nuo aliuminio korpuso ar kitų mašinos konstrukcijų. Jei reikia, gali prireikti aušinimo vandeniu.

Dažna užsienio klientų problema yra tiesioginis variklio maitinimas visa apkrova, nesukuriant tinkamo šiluminio kelio. Variklis per trumpą laiką gali perkaisti.

Į atogrąžų ir aukštos temperatūros rinkas eksportuojamai įrangai reikėtų atsižvelgti į papildomą šiluminę atsargą.

Suderinkite atsiliepimų kodavimo įrenginį su servo pavara

Pats berėkis variklis paprastai neturi kodavimo.

Įrangos gamintojas turi pasirinkti ir integruoti kodavimo įrenginį pagal taikomąją programą.

Koderio tikslumas, ryšio protokolas ir montavimo matmenys turi būti visiškai suderinami su servo pavara.

Pavara turi palaikyti bešepetį sukimo momento variklį / servo veikimą . Standartinė bendrosios paskirties pavara gali nesugebėti visiškai išnaudoti berėmio variklio našumo.

Įvertinkite tikslinio kliento inžinerines galimybes

Jei užsienio galutinis vartotojas neturi pakankamai mechaninių integravimo galimybių, paprastai nerekomenduojama tiekti berėmio variklio kaip palaidų komponentų.

Netinkamas surinkimas gali lengvai sukelti įrangos gedimą.

Užsienio originalios įrangos gamintojų klientams HOLRY gali pateikti standartizuotus berėmių variklių rinkinius kartu su išsamiomis surinkimo instrukcijomis ir technine dokumentacija , padedančia sumažinti tarptautinių klientų integracijos riziką.

Dažni nesusipratimai apie berėmius variklius

1 klaidinga nuomonė: variklis be rėmo yra tiesiog įprastas servo variklis be korpuso

Berėkis variklis iš esmės yra elektromagnetinio variklio mazgas.

Guoliai, šilumos valdymas, grįžtamojo ryšio sistemos ir mechaninės atraminės konstrukcijos turi būti suprojektuotos iš išorės.

Jis negali tiesiog pakeisti viso servo variklio. Tiesioginis pakeitimas neperprojektuojant mechaninės sistemos neišvengiamai sukels integracijos problemų.

2 klaidinga nuomonė: variklio pasirinkimas turėtų būti pagrįstas tik didžiausiu sukimo momentu

Didžiausias sukimo momentas pasiekiamas tik trumpalaikiam darbui.

Ilgalaikiam darbui daug svarbesnis yra nuolatinis sukimo momentas ir šilumos valdymas.

Netgi didelio našumo variklis gali perkaisti ir patirti nuolatinio magneto išmagnetinimą, jei aušinimo sistema yra netinkama.

3 klaidinga nuomonė: berėmiai varikliai visada sumažina mažų partijų prototipų išlaidas

Mažų partijų projektų kūrimo, įrankių, kodavimo, guolių ir kitų pagalbinių išlaidų gali žymiai padidinti visas investicijas.

Visi berėmių variklių sąnaudų pranašumai paprastai realizuojami didelės apimties OEM gamyboje.

4 klaidinga nuomonė: koncentriškumo nereikia griežtai kontroliuoti

Kadangi statoriaus ir rotoriaus oro tarpas yra labai mažas, dėl mazgo nesutapimo gali atsirasti rotoriaus ir statoriaus kontaktas, nuolatinio magneto pažeidimai, per didelė vibracija ir neįprastas triukšmas.

Užjūrio įrangos priežiūros ir pakeitimo vietoje išlaidos gali būti labai didelės.

5 klaidinga nuomonė: eksportuojama įranga gali naudoti tą patį dizainą, nepaisant aplinkos

Jei įranga siunčiama į regionus, kuriuose yra aukšta temperatūra, didelė drėgmė arba daug dulkių, reikia papildomai atsižvelgti į apvijų izoliaciją ir apsaugą nuo nuolatinio magneto.

Žemos temperatūros rinkose taip pat reikia įvertinti nuolatinių magnetų veikimą žemoje temperatūroje.

Vietiniai prototipų projektai neturėtų būti tiesiog perkeliami į užsienio rinkas nepritaikant aplinkosaugos.

DUK

1 klausimas: Ar galiu naudoti berėmią variklį iškart po jo įsigijimo?

A: Ne.

Variklis be rėmo tiekiamas kaip statoriaus + rotoriaus komplektas . Visa mašina turi turėti korpusą, guolius, pagrindinį veleną, kodavimo įrenginį ir servo pavarą.

Kad variklis tinkamai veiktų, turi būti baigtas mechaninis surinkimas ir elektrinis paleidimas.

2 klausimas: koks yra berėmio variklio ir tiesioginės pavaros sukimo momento variklio ryšys?

A: Berėmesis variklis yra viena iš tiesioginės pavaros sukimo momento variklio formų.

Tiesioginės pavaros variklius galima įsigyti kaip sukomplektuotus variklius su korpusais ir kaip berėmius variklių rinkinius.

Berėmę versiją reikia integruoti į kliento įrangą.

3 klausimas: kokių tipų projektai tinka berėmiams varikliams?

A: Berėmiai varikliai ypač tinka naudoti, kai:

• Turėkite griežtus erdvės apribojimus

• Reikalingas lengvas dizainas

• Reikalauja nulinio atstumo ir didelio padėties nustatymo tikslumo

• Reikalauti didelės apimties OEM gamybos

• Turėkite inžinierių komandas, galinčias integruoti mechaninę ir servo sistemą

Projektams su ribotais mokslinių tyrimų ir plėtros ištekliais arba mažų partijų prototipais apskritai geresnis pasirinkimas yra pilnas servo variklis.

4 klausimas: ar berėmius variklius galima eksportuoti? Kokių pagalbinių komponentų reikia?

A: Taip.

HOLRY berėmiai varikliai atitinka eksporto reikalavimus, tokius kaip CE sertifikatas.

Užsienio klientams tiekėjai turėtų pateikti surinkimo vadovus, sukimo momento kreives, temperatūros apsaugos parametrus ir technines rekomendacijas dėl aušinimo sistemų, kodavimo įrenginių ir guolių pasirinkimo.

5 klausimas: kokios yra dažniausios berėmio variklio gedimo priežastys?

A: Dažniausios gedimų priežastys:

• Nepakankamas šilumos valdymas, dėl kurio atsiranda perkaitimas ir nuolatinio magneto išmagnetinimas

• Statoriaus ir rotoriaus nesutapimas, sukeliantis rotoriaus ir statoriaus kontaktą

• Koderio ir servo pavaros nesuderinamumas

• Netinkamas guolių pasirinkimas

• Neteisingi apkrovos skaičiavimai ir nepakankama sukimo momento riba

Išvada

Berėkis variklis nėra 'didesnio našumo įprasto pilno servovariklio versija.'.

Vietoj to, tai yra pagrindinis elektromagnetinio variklio mazgas, skirtas labai integruotai ir pritaikytai įrangai.

Pagrindiniai jo pranašumai yra aukštas integracijos lygis, tačiau tai taip pat kelia aukštesnius reikalavimus sistemos lygio mechanikai ir elektros inžinerijai.

Variklio pasirinkimas neturėtų būti grindžiamas vien sukimo momento ir greičio specifikacijomis, nurodytomis gaminių kataloge.

Inžinieriai turėtų apsvarstyti visą paraišką, įskaitant:

• Laisva montavimo vieta

• Svorio mažinimo reikalavimai

• Gamybos apimtis

• MTEP ir inžineriniai pajėgumai

• Tikslinė eksporto rinka

• Darbinė temperatūra ir aplinkos sąlygos

• Šilumos valdymo reikalavimai

• Kodavimo ir servo pavaros suderinamumas

Tinkamam pritaikymui berėmis variklis gali padėti pasiekti mažesnį įrangos dydį, didesnį tikslumą, mažesnį svorį ir geresnį sistemos integravimą.

Tačiau pasirinkus berėmius variklius be pakankamo inžinerinio paruošimo, gali vėluoti vystymasis, didesnis gedimų skaičius ir žymiai padidėti užjūrio po pardavimo išlaidos.

HOLRY specializuojasi tyrime ir plėtroje bei gamyboje berėmių variklių ir servo sukimo momento variklių .

Turėdama 15 metų praktinę judesio valdymo inžinerijos patirtį ir 10 metų patirtį aptarnaujant pasaulinius tarptautinius prekybos projektus , HOLRY tiekia standartizuotus berėmių variklių rinkinius, taip pat palaiko pritaikytas apvijas, tuščiavidurių kiaurymių matmenis ir pasirenkamus jutiklius.

Šie sprendimai yra sukurti taip, kad atitiktų reikalavimus. robotikos, medicinos įrangos, tikslios automatikos ir kitų aukščiausios klasės OEM taikomųjų programų .

Jei vertinate, ar berėmis variklis tinka jūsų projektui, susisiekite su HOLRY technine komanda ir pateikite apkrovos sąlygas, laisvą montavimo vietą ir tikslinę rinką.

HOLRY gali suteikti nemokamą variklio parinkimo įvertinimą ir techninę pagalbą , kad padėtų jums pasirinkti tinkamą berėmio variklio sprendimą jūsų programai.