În sistemele de acționare electrică care necesită performanțe ridicate, proiectare ușoară și receptivitate ridicată, motoarele de cuplu fără rame devin o alegere ideală pentru automatizare ridicată - automatizare finală, robotică, echipamente medicale și sisteme aerospațiale. Structura lor minimalistă, formată doar dintr -un stator și un rotor, oferă avantaje în libertatea proiectării și eficiența integrării. Această structură plasează, de asemenea, cerințe mai mari privind performanța materialelor de bază: limitele fizice ale materialelor definesc adesea limitele performanței motorului . 1. Magneții permanenți determină densitatea cuplului și viteza de răspuns. Ca componentă de bază a rotorului, magneții permanenți asigură fluxul magnetic necesar pentru funcționarea motorului și sunt sursa directă de generare a cuplului. Performanța lor determină cuplul maxim al motorului, lățimea de bandă de răspuns și dimensiunea generală. Materialul principal, bor de fier Neodymium, oferă avantaje, cum ar fi un produs cu energie magnetică ridicată (până la 50 mgO) și remanență ridicată, ceea ce îl face potrivit pentru motoare de cuplu mici, ridicate -. Cu toate acestea, limitările sale includ rezistența slabă a temperaturii, sensibilitatea la oxidare și necesitatea acoperirilor de protecție. Performanța se degradează semnificativ la temperaturi ridicate. Samarium cobalt (SMCO), cu rezistența sa la temperatură ridicată (până la 350 de grade) și rezistență excelentă la coroziune, este potrivită pentru viteză aerospațială, ridicată - și medii de vid. Dezavantajele includ costuri ridicate, un produs energetic magnetic ușor mai mic decât NDFEB (aproximativ 25-30 mgO), o fragilitate ridicată și prelucrare dificilă.
În al doilea rând, nucleul statorului domină eficiența energetică și pierderea de căldură. Oțelul de siliciu, aliajele amorfe și materialele nanocristaline sunt cele trei materiale principale de miez stator pentru motoarele cu cuplu fără rame. Oțelul de siliciu de grad ridicat -} (cum ar fi 35pnH300 și 30ZH120) rămâne cel mai des utilizat material de miez, oferind o densitate excelentă de densitate a fluxului magnetic de saturație și pierderi de miez în intervalul de 2,5-5 W/kg. Avantajele includ costuri reduse și procesabilitate bună, ceea ce le face potrivite pentru majoritatea condițiilor de operare. Cu toate acestea, pierderile mari limitează performanța în aplicații de unitate de frecvență ridicată -. Aliajele amorfe, datorită cerealelor lor - structură liberă, oferă histereză extrem de scăzută și pierderi de curent eddy, păstrând pierderi de bază sub 1,2 W/kg chiar și la 50 Hz și 1,5 T. Oferă performanțe excelente de frecvență ridicată - și sunt potrivite pentru aplicații care necesită eficiența energetică cea mai mare. Datorită rezistenței mecanice scăzute și a dificultăților sale de procesare, cuplate cu costuri mari de materiale și de procesare, acesta este utilizat în prezent în principal în motoarele personalizate înalte -.
Materiale nanocristaline, bazate pe materiale amorfe, controlează în continuare dimensiunea cerealelor și optimizează permeabilitatea magnetică. Acestea oferă proprietăți magnetice stabile, pierderi de fier cuprinse între 0,8-1,5 W/kg și o stabilitate îmbunătățită a temperaturii. Acestea oferă avantaje potențiale în sisteme ridicate de - Frecvență de acționare a frecvenței. Cu toate acestea, materialele nanocristaline se confruntă, de asemenea, cu provocări precum costuri ridicate și fragilitate. În prezent, acestea sunt în primele etape ale introducerii tehnologice și încă nu trebuie să obțină o aplicație comercială pe scară largă. Nucleele amorfe sunt explorate pentru a fi utilizate în viteză scăzută -, mare - motoare de cuplu fără frame, în special în energie - aplicații sensibile care necesită o funcționare lungă - Termenul de funcționare medicală stabilă, cum ar fi platforme EO/IR sau - Echipament medical final. Cu toate acestea, progrese semnificative în ceea ce privește eficiența și costurile de procesare nu au fost încă obținute.
Iii. Sistemul de înfășurare determină capacitățile de eficiență și gestionare termică: materialele de înfășurare influențează direct pierderile de cupru ale unui motor, generarea de căldură și răspunsul dinamic. Conductivitatea electrică, rezistența la căldură și structura de cablare sunt factori cheie care influențează performanța. Material conductor: ridicat - cupru de puritate
Construcție: Sârmă rotundă de cupru rotundă: soluție tradițională, potrivită pentru aplicații de alimentare - {-. Sârmă cu bara litz: reduce efectul pielii, potrivit pentru unități de frecvență ridicate -. Sârmă de cupru plat: îmbunătățește factorul de umplere a slotului, îmbunătățește disiparea căldurii, potrivită pentru aplicații de densitate ridicată de curent. Sistem de izolație: utilizat frecvent sunt polimidă (PI), PPS și clasa F sau H la lac izolatoare. Aplicațiile de temperatură ridicate - necesită adăugarea de hârtie aramidă sau bandă laminată compusă.
