空心杯電機基礎知識

空心杯電機基礎知識培訓創(chuàng)造價值

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實現(xiàn)共贏精品PPT目錄主要內(nèi)容1.空心杯電機定義2.空心杯電機原理及結構3.空心杯電機電樞繞組4.空心杯電機拆解圖5.空心杯電機生產(chǎn)工藝圖6.空心杯電機主要特點

7.空心杯電機應用

8.空心杯振動馬達介紹

9.空心杯電機企業(yè)介紹10.深圳拓邦空心杯電機11.深圳唯川空心杯電機12.上海敏動空心杯電機13.北京博創(chuàng)空心杯電機14.漢德保HDB空心杯電機15.MOTEC空心杯伺服電機16.空心杯電機控制器舉例17.空心杯電機生產(chǎn)設備精品PPT精品PPT空心杯電機產(chǎn)品精品PPT§1-1空心杯電機定義

空心杯電機屬于直流、永磁、伺服微特電機。

空心杯電動機具有突出的節(jié)能特性、靈敏方便的控制特性和穩(wěn)定的運行特性，作為高效率的能量轉換裝置，代表了電動機的發(fā)展方向。

空心杯電機在結構上突破了傳統(tǒng)電機的轉子結構形式，采用的是無鐵芯轉子。空心杯電機具有十分突出的節(jié)能、控制和拖動特性。精品PPT空心杯直流電機屬于直流永磁電機，與普通有刷、無刷直流電機的主要區(qū)別是采用無鐵芯轉子，也叫空心杯型轉子。

該轉子是直接采用導線繞制成的，沒有任何其他的結構支撐這些繞線，繞線本身做成杯狀，就構成了轉子的結構。精品PPT原理及結構空心杯電動機在結構上突破了傳統(tǒng)電機的轉子結構形式，采用的是無鐵芯轉子，也叫空心杯型轉子。§1-2空心杯電機原理及結構精品PPT

這種新穎的轉子結構徹底消除了由于鐵芯形成渦流而造成的電能損耗，同時其重量和轉動慣量大幅降低，從而減少了轉子自身的機械能損耗。由于轉子的結構變化而使電動機的運轉特性得到了極大改善，不但具有突出的節(jié)能特點，更為重要的是具備了鐵芯電動機所無法達到的控制和拖動特性。

空心杯電機分為有刷和無刷兩種，有刷空心杯電機轉子無鐵芯，無刷空心杯電機定子無鐵芯。精品PPT精品PPT精品PPT精品PPT繞組采用三角形接法§1-3空心杯電機電樞繞組結構精品PPT空心杯電樞結構1）、疊繞組

lapwinding2）、斜繞組skewwinding精品PPT精品PPT精品PPT空心杯電機拆解圖§1-4空心杯電機拆解圖精品PPT精品PPT精品PPT精品PPT精品PPT精品PPT精品PPT§1-5空心杯電機生產(chǎn)工藝圖精品PPT直繞式空心杯電樞嵌繞方法，（1）纏繞線始端固定在園柱成型面實體上，并且環(huán)繞著兩個繞線片和兩繞線片包容空間內(nèi)的園柱成型面旋轉；纏繞線回轉軸線與園柱成型面回轉軸線共面且互成一定夾角，前者回轉完1圈的一瞬間，后者回轉1／N圈（N是空心杯電樞每層繞組圈數(shù)）；（2）兩個繞線片互成180°，分別安裝在園柱成型面兩側，且在成型面軸線方向保持一定距離；（3）兩條塑料薄帶始端固定在園柱成型面實體上，并且在另一端施加適當拽拉阻力；其特征在于：（4）在（1）中所述的纏繞線的旋轉運動，是按照“等斜率纏繞運行軌跡”運行，運行M個周期之后；（5）按照“繞組延長線抽頭運行軌跡”運行1個周期，將抽頭掛在（2）中所述兩個繞線片包容空間外的，（1）中所述園柱成型面延伸出來的園柱面某截面上，沿園周均勻設置并且和園柱成型面一同轉動的磨菇頭銷釘上，并且如此循環(huán)Q次（M是空心杯電樞兩抽頭間的繞組圈數(shù)，Q是空心杯電樞的抽頭數(shù)）；

（6）在（2）中所述的兩個繞線片上，還安裝有推線片，當（1）中所述園柱成型面轉動時，推線片相對繞線片，向纏在繞線片上的繞組圈的退出方向移動一定距離，實行“強制排線”，并在到達位置后立即返回；

（7）在（3）中所述的兩條塑料薄帶，分別用各自的一組滾輪變換方向，在等斜率纏繞時使整條塑料薄帶被安裝纏繞線運行曲面一側，或者被安裝在另一側，塑料薄帶被（1）中所述的園柱成型面拽拉著，把不斷從繞線片上退落到園柱成型面上的繞組圈，從“繞組圈外裹緊”，最后抽掉薄帶。精品PPT主要特點1、節(jié)能特性：能量轉換效率很高，其最大效率一般在70%以上，部分產(chǎn)品可達到90%以上（鐵芯電動機一般在70%）。2、控制特性：起動、制動迅速，響應極快，機械時間常數(shù)小于28毫秒，部分產(chǎn)品可以達到10毫秒以內(nèi)（鐵芯電動機一般在100毫秒以上）；在推薦運行區(qū)域內(nèi)的高速運轉狀態(tài)下，可以方便地對轉速進行靈敏的調(diào)節(jié)。3、拖動特性：運行穩(wěn)定性十分可靠，轉速的波動很小，作為微型電動機其轉速波動能夠容易的控制在2%以內(nèi)。另外，空心杯電動機的能量密度大幅度提高，與同等功率的鐵芯電動機相比，其重量、體積減輕1/3-1/2?！?-6空心杯電機主要特點精品PPT精品PPT應用由于空心杯電動機克服了有鐵芯電動機不可逾越的技術障礙，而且其突出的特點集中在電動機的主要性能方面，使其具備了廣闊的應用領域。尤其是隨著工業(yè)技術的飛速發(fā)展，對電動機的伺服特性不斷提出更高的期望和要求，使空心杯電動機在很多應用場合擁有不可替代的地位?？招谋妱訖C的應用，從軍事、高科技領域進入大工業(yè)和民用領域后，十多年來得到迅速的發(fā)展，尤其是在工業(yè)發(fā)達國家，已經(jīng)涉及到大部分行業(yè)和許多產(chǎn)品。1、需要快速響應的隨動系統(tǒng)。如導彈的飛行方向快速調(diào)節(jié)，高倍率光驅的隨動控制，快速自動調(diào)焦，高靈敏的記錄和檢測設備，工業(yè)機器人，仿生義肢等，空心杯電動機能很好地滿足其技術要求。2、對驅動元件要求平穩(wěn)持久拖動的產(chǎn)品。如各類便攜式的儀器儀表，個人隨身裝備，野外作業(yè)的儀器設備，電動車等，同樣一組電源，供電時間可以延長一倍以上。3、各種飛行器，包括航空、航天、航模等。利用空心杯電動機重量輕，體積小，能耗低的優(yōu)點，可以最大限度地減輕飛行器的重量。4、各種各樣的民用電器、工業(yè)產(chǎn)品。采用空心杯電動機作為執(zhí)行元件，可以使產(chǎn)品檔次提高，性能優(yōu)越。5、利用其能量轉換效率高的優(yōu)勢，也作為發(fā)電機使用；利用其線性運行特性，也作為測速發(fā)電機使用；配上減速器，也可以作為力矩電動機使用。6、因為空心杯電機體積小，很多體積要求比較小的商品都采用了空心杯最為動力元件。比如；玩具禮品（玩具車，航模等）、成人用品（跳蛋等）、美容按摩產(chǎn)品（洗臉刷，導入儀，臉部按摩器等）、生活日用品（電動牙刷，洗頭刷，直發(fā)器等）?！?-7空心杯電機應用精品PPT精品PPT隨著工業(yè)技術進步，各種機電設備嚴格的技術條件對伺服電動機提出越來越高的技術要求，同時，空心杯電動機的應用范圍已經(jīng)完全脫離了高端產(chǎn)品的局限性，正在迅速地擴大在一般民用等低端產(chǎn)品上的應用范圍，以廣泛提升產(chǎn)品品質。據(jù)有關資料統(tǒng)計，在工業(yè)發(fā)達國家已經(jīng)有100多種民用產(chǎn)品上成熟應用了空心杯電動機。國內(nèi)工業(yè)界對空心杯電動機的卓越性能尚沒有充分認識，阻礙了許多領域機電產(chǎn)品的技術進步，嚴重影響了我們與國外同類產(chǎn)品的技術競爭力。國內(nèi)開發(fā)的許多新產(chǎn)品，因電機性能不符合要求，其產(chǎn)品的整體水平始終與國外同類產(chǎn)品存在較大差距，限制了很多產(chǎn)品的開發(fā)與發(fā)展，比如醫(yī)療器械、義肢、機器人、攝像機、照相機和一些特殊領域，甚至在紡織機械、激光測量儀器等方面都存在這種現(xiàn)象。但是，空心杯電動機的生產(chǎn)，由于其工藝復雜，生產(chǎn)自動化程度遠不如鐵芯電動機，導致其生產(chǎn)成本高，勞動力成本高，而且對操作者的技能水平要求高。給大規(guī)模生產(chǎn)帶來很多困難和限制。

我國對空心杯電動機的開發(fā)研制工作已有二三十年的歷史，但直到后來才得到了較快發(fā)展，不但在國內(nèi)市場替代進口產(chǎn)品，而且已有企業(yè)開始參與國際市場的競爭。精品PPT精品PPT精品PPT精品PPT屋內(nèi)小飛機空心杯馬達雙螺旋翼空心杯電機空心杯航模飛機空心杯航模飛機精品PPT玩具車上應用空心杯馬達日本電老鼠機器人空心杯四軸飛行器空心杯四軸飛行器精品PPT手機上應用空心杯馬達空心杯振動馬達空心杯手機振動馬達空心杯手機振動馬達精品PPT精品PPT振動馬達相關簡要情況>振動馬達種類：扁平式

/圓柱式圓柱又分為空心杯式

/鐵芯式

>使用條件區(qū)分：低溫馬達/高溫馬達（SMD）

>接電方式：引線式、彈簧端子、FPC、SMD

>安裝方式區(qū)分：HOUSING、貼裝式(SMD)§1-8空心杯振動馬達介紹精品PPT

扁平式VS圓柱式1、扁平式專利所有權是TOKYOPARTS；空心杯專利是松下；鐵芯馬達無任何廠商申請專利（傳統(tǒng)）2、振動的方式有所不同：簡要介紹振動量、安裝比較精品PPT空心杯VS鐵芯一、結構圖比較：END-CAPBEARINGMOTORHOUSINGMAGNETROTORSHAFTFILMCOILCORECOMMUTATORBEARINGBRUSHTERMINAL空心杯馬達分解簡圖鐵心馬達分解簡圖精品PPT二、轉子卷線比較圖片：COREDCORED精品PPT三、綜合比較說明：A、由于結構不同，空心馬達的平衡性較差，在ALT測試時，易造成軸彎不良；B、由于卷線方式不同，鐵芯馬達使用電壓范圍比較寬，1.3V~3.0V；空心馬達實施寬電壓范圍使用條件比較困難，尤其是高電壓情況下，銅線線徑要求非常細，卷線困難；C、空心馬達實施耐高溫比較困難，對磁鐵性能要求較高（過高溫磁衰竭），另外，由于結構、卷線不同，同樣制約空心馬達耐高溫要求;鐵芯馬達實施耐高溫很容易多了。精品PPT貼裝示意圖片ReflowmotorNonreflowmotor精品PPT

主要特點一、用吸嘴貼裝器進行自動貼裝馬達重量1.2~1.5g，貼裝工藝簡易、易實現(xiàn)標準化生產(chǎn)可使客戶減少作業(yè)員工，減少制造工序，而減低成本二、馬達可直接焊接到PCB

上或

FLEX上

1、以直接焊接方式進行焊接，可以改善觸點接觸的可靠性，

a、彈簧觸點的馬達在組裝時有變形問題的存在，

b、引線式馬達在手機生產(chǎn)操作時有斷線、引線打折、虛焊等不良；

2、HOUSING馬達的橡膠支架在硬度、材質、HOUSE設計、HOUSE模具誤差等諸多因素影響，是手機在生產(chǎn)組裝完成過程中有各種不良（噪音、共振）產(chǎn)生。三、節(jié)省空間與HOUSING馬達相比，此種馬達可降低馬達的高度、寬度及長度只需在PCB留有一定的貼裝面積（此處空間是指最終產(chǎn)品上的空間）四、耐高溫性；符合歐盟的對環(huán)境無鉛化要求。精品PPT回流焊條件熱變換方式控制熱氣對流1預熱階段的平均加熱速度2.5℃/s2保溫時間2~3分鐘3回流過程中的最大加溫速度3℃/s4溫度在200℃以上保持時間Max80s5溫度在217℃以上保持時間Max50s6溫度在230℃以上保持時間Max30s7回流焊中最高溫度(峰值)245~250℃約10s左右8冷卻階段的溫度遞減速度Max-5℃/s爐溫度曲線總長度Max300s精品PPT回流焊曲線圖5025020015010030050100150200250300123074~6時間：s溫度：℃不按比例，僅供參考精品PPT過回流焊前后特性數(shù)據(jù)對照StandardcurrentStandardRotationStartingcurrentStartingVoltageResistanceSpec.≤125mA10500±2500r.p.m≤145mA≤1.10V10±2.5ΩBeforereflow110103621260.929.68After1sttime110101341260.9310.05After2ndtime111100411270.9610.12機種:A-40080A總數(shù):n=35pcs回流焊條件:請參考無Pb焊錫面條件精品PPTPCB安裝寸法圖示0.62-1.46.54.72-1.90.82-1.45.54.72-1.90.8貼裝面接電端子0.6精品PPT貼/組裝注意事項?

貼裝時分銅下面預留足夠的間隙

一般HOUSING安裝馬達分銅預留間隙是0.4mm

而REFLOWMOTOR由于固定穩(wěn)定,所以只需要0.2mm

0.2精品PPT精品PPT精品PPT精品PPT精品PPT精品PPT精品PPT精品PPT精品PPT精品PPT空心杯直流電機普遍價格較高。國內(nèi)常見的電機性能和價格、供貨商聯(lián)系方式如下：MAXONMotorA.G.高性能，高價格。其32mm直徑的電機具有額定60W的功率，35mm直徑的電機具有額定90W的功率。但是電機單價基本在2000RMB以上。最大功率的電機為75mm直徑，250W由于功率密度很大，比較容易發(fā)熱燒毀。只要注意散熱，該品牌的電機性能非常可靠。Faulhaber

電機高性能，高價格。38mm直徑的電機最大功率可達到200W。同樣需要嚴格注意散熱。北京博創(chuàng)SAEGseries/北京博創(chuàng)提供的SAEG系列空心杯直流有刷電機具有接近MAXON品牌的性能和較低的價格。同時也可以提供直流伺服驅動器。38mm直徑的SAEG系列電機額定功率為90W。北京奕山北京奕山提供中小功率的空心杯直流有刷電機，直徑16-36mm，功率0.3~40W.價格較低，性能也不錯?！?-9空心杯電機企業(yè)介紹精品PPT深圳拓邦股份有限公司(空心杯無刷外轉子，16-40mm)拓邦深圳市唯川科技有限公司（空心杯電機，16-40mm）唯川廣東超力微電機有限公司（空心杯，微型電機，16mm以下）超力深圳市唯創(chuàng)電機有限公司（空心杯電機,16-42mm)維創(chuàng)上海敏動機電有限公司（日本SHICOH在華子公司，空心杯無刷）敏動深圳市鑫寶達電機有限公司（空心杯電機，6-40mm）鑫寶達北京奕山科技有限公司（空心杯電機，16-40mm）亦山精品PPT§1-10深圳拓邦空心杯電機介紹空心杯電機產(chǎn)品有：Ф4mm、Ф6mm、Ф7mm、Ф8mm、Ф10mm、Ф12mm、Ф16mm、Ф20mm、Ф22mm、Ф24mm、Ф26mm、Ф28mm、Ф32mm、Ф35mm、Ф40mm系列無刷、有刷電機，公司產(chǎn)品廣泛應用于電動玩具、電動牙刷、按摩電動剃須刀、工藝禮品、機器人、工控產(chǎn)品等產(chǎn)品。精品PPT精品PPT精品PPT精品PPT精品PPT精品PPT精品PPT精品PPT精品PPT精品PPT精品PPT精品PPT精品PPT精品PPT精品PPT精品PPT精品PPT§1-11深圳唯川空心杯電機介紹豐富的產(chǎn)品系列，主要包括：1.空心杯無刷直流電機(Φ12mm、Φ16mm、Φ20mm、Φ24mm、Φ28mm、Φ32mm、Φ36mm等各種尺寸）；2.空心杯無刷內(nèi)置驅動型電機(Φ22mm、Φ24mm、Φ28mm、Φ32mm、Φ36mm）；3.空心杯無刷高速電機（Φ16mm、Φ20mm、Φ24mm）；4空心杯無刷行星減速電機（Φ16mm、Φ22mm、Φ28mm、Φ32mm、Φ36mm、Φ42mm）；5.直流無刷電機驅動器。精品PPT精品PPT精品PPT精品PPT精品PPT精品PPT目前本公司開發(fā)的此產(chǎn)品系列的所有技術特性都達到瑞士MAXON公司（美國火星探測車大量使用此公司電機，代表空心杯電機的世界最高技術）同等水平，實測使用壽命更是大幅超出MAXON公示壽命。在醫(yī)療、檢測、手持儀器、分析儀器等行業(yè)應用廣泛。常規(guī)尺寸：￠8、￠13、￠16、￠22、￠40（減速機可另外配套，僅部分型號可提供后出軸及編碼器）。§1-12上海敏動空心杯電機介紹SMJ直流有刷空心杯電機精品PPT此系列電機與傳統(tǒng)的低壓電機技術截然不同，公司內(nèi)部叫板式空心杯技術，目前全世界只有我公司能對此系列產(chǎn)品進行量產(chǎn)與研發(fā)，此電機技術的電氣特性非常優(yōu)秀，超越目前世界任何已知其他低壓電機的特性。與同等輸出功率電機比較、外形體積小、重量輕、過載能力強、高效率、發(fā)熱量低等特點。應用：呼吸泵、汽車泵、無油泵、醫(yī)療泵、AGV搬運小車、RGV物流小車、智能機器人、機器人手臂、關節(jié)機器人、高端跑步機、醫(yī)療器械等等。產(chǎn)品型號：BMP4512BMP4524BMP4536BMP6212BMP6224BMP6236BMP6248BMP8024BMP8048(規(guī)格尺寸：45mm*72.5mm62mm*73mm80mm*114mm）功率段：50W-700W之間、電壓12V-48V，可配套驅動及減速機使用SMJ直流無刷空心杯電機精品PPTSMJ直流無刷伺服（空心杯）

此系列電機與傳統(tǒng)的低壓電機技術截然不同，公司內(nèi)部叫板式空心杯技術，目前全世界只有我公司能對此系列產(chǎn)品進行量產(chǎn)與研發(fā)，此電機技術的電氣特性非常優(yōu)秀，超越目前世界任何已知其他低壓電機的特性。與同等輸出功率電機比較、外形體積小、重量輕、過載能力強、高效率、發(fā)熱量低等特點。應用：呼吸泵、汽車泵、無油泵、醫(yī)療泵、AGV搬運小車、RGV物流小車、智能機器人、機器人手臂、關節(jié)機器人、高端跑步機、醫(yī)療器械等等。產(chǎn)品型號：SMP4512SMP4524SMP6212SMP6224SMP6236SMP8024SMP8048(規(guī)格尺寸：45mm*109mm62mm*108mm80mm*149mm）功率段：50W-500W之間、電壓12V-48V，可配套驅動及減速機使用。精品PPTSMJ板式空心杯電機的優(yōu)勢功率密度高：功率密度是輸出功率與重量或體積的比值，銅板線圈方式的馬達體積小，性能好。與傳統(tǒng)的線圈相比，銅板線圈方式的感應線圈要輕。無需卷線和有槽硅鋼片，消除了它們產(chǎn)生的渦流和磁滯損耗；銅板線圈方式的渦流損耗很小并且易控制，提高了馬達的效率，確保了較高的輸出轉矩和輸出功率。效率高

：馬達的效率高在于：銅板線圈方式?jīng)]有卷線和有槽硅鋼片造成的渦流和磁滯損耗；另外，電阻較小，降低了銅損無轉矩滯后

：銅板線圈方式無有槽硅鋼片，無磁滯損耗，無齒槽效應減少了速度和轉矩波動。無齒槽效應

：銅板線圈方式無有槽硅鋼片，這就消除了槽與磁石相互作用的齒槽效應，線圈是沒有鐵心的結構，所有的鋼鐵部件要么一起轉動（比如，無刷馬達），要么全部靜止不動（比如，有刷馬達），齒槽效應和轉矩滯后現(xiàn)象明顯不存在啟動轉矩低

：無磁滯損耗，無齒槽效應，啟動轉矩很低。在啟動時，通常軸承負荷是唯一的阻礙。這種方式可以使風力發(fā)電機的啟動風速很低。峰值轉矩高

：峰值轉矩與連續(xù)轉矩的比值很大，是因為當電流上升到峰值的過程中，轉矩常數(shù)是不變的。電流與轉矩的線性關系使馬達能產(chǎn)生較大的峰值轉矩。傳統(tǒng)的馬達，當馬達達到飽和后，不管再加多大的電流，馬達的轉矩不會再增加。散熱效果好

：銅板線圈內(nèi)外表面都有空氣流動，這比有槽轉子線圈的散熱好。傳統(tǒng)的漆包線嵌在硅鋼片的槽里，線圈表面氣流很少，散熱情況不良，溫升較大。同等的輸出功率，銅板線圈方式的馬達溫升較小。精品PPTProMOTION?SAEG系列

有刷空心杯伺服電機（北京博創(chuàng)興盛機器人技術有限公司）§1-13北京博創(chuàng)有刷空心杯電機介紹經(jīng)營國產(chǎn)賽格威（segway）；教學機器人，排爆機器人，無人機，電機伺服控制器，兩輪平衡車。精品PPTSAEG系列空心杯直流伺服電機是ProMotion運動控制產(chǎn)品的重要組成部分?？招谋绷麟姍C屬于直流永磁電機，與普通有刷、無刷直流電機的主要區(qū)別是采用無鐵芯轉子，也叫空心杯型轉子。該轉子是直接采用導線繞制成的，沒有任何其他的結構支撐這些繞線，繞線本身做成杯狀，就構成了轉子的結構。有些空心杯電機配有消火花電容，以降低運行火花，提高壽命。

SAEG系列空心杯電動機具有以下優(yōu)勢：

由于沒有鐵芯，沒有齒槽效應，極大地降低了鐵損（電渦流效應造成的鐵心內(nèi)感應電流和發(fā)熱產(chǎn)生的損耗）。具有極高的能量轉換效率，其能量轉換效率一般在75%以上，部分產(chǎn)品可達到90%以上

低慣量空心杯轉子能獲得高加速度和優(yōu)異的動態(tài)響應性能。啟動、制動迅速，響應極快，機械時間常數(shù)小于28毫秒，部分產(chǎn)品可以達到10毫秒以內(nèi)，在推薦運行區(qū)域內(nèi)的高速運轉狀態(tài)下，轉速調(diào)節(jié)靈敏

可靠的運行穩(wěn)定性：自適應能力強，自身轉速波動能控制在2%以內(nèi)

能量密度大：與同等功率的鐵芯電機相比，其重量、體積減輕1/3-1/2，轉速-電壓、轉速-轉矩、轉矩-電流等對應參數(shù)曲線都呈極好的線性關系。精品PPTproMOTIONSAEG系列空心杯直流伺服電機選型簡表精品PPT

SAEG電機配套的減速器可選擇行星齒輪減速器或者正齒輪減速器。

正齒輪減速器的特點是：

效率高，可達90%~97%；

長度較短，價格較低；

同等尺寸輸出扭矩較小，適合配合稀有金屬電刷電機。

行星齒輪減速器的特點是：

效率較高，可達60%~90%；

長度較長，價格較高；

同等尺寸輸出扭矩大，適合配