2342l012CR德國(guó)Faulhaber空心杯減速電機(jī)結(jié)構(gòu)原理

　　隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電動(dòng)機(jī)技術(shù)也在不斷地革新。尤其是如今工業(yè)領(lǐng)域?qū)﹄妱?dòng)機(jī)的伺服特性不斷提出更高的期望和要求，空心杯電機(jī)也就應(yīng)運(yùn)而生了。空心杯電機(jī)采用的是無(wú)鐵芯轉(zhuǎn)子，這種新穎的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)消除了由于鐵芯形成渦流而造成的電能損耗，大大地提高了電動(dòng)機(jī)的伺服特性。

　　一、德國(guó)Faulhaber空心杯電機(jī)結(jié)構(gòu)原理

　　空心杯電動(dòng)機(jī)采用的是無(wú)鐵芯轉(zhuǎn)子，也叫空心杯型轉(zhuǎn)子，在結(jié)構(gòu)上突破了傳統(tǒng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式。空心杯電動(dòng)機(jī)屬于直流永磁的伺服、控制電動(dòng)機(jī)，也可以將其歸類為微特電機(jī)。

　　空心杯電動(dòng)機(jī)在結(jié)構(gòu)上突破了傳統(tǒng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式，采用的是無(wú)鐵芯轉(zhuǎn)子，也叫空心杯型轉(zhuǎn)子。這種轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)消除了由于鐵芯形成渦流而造成的電能損耗，同時(shí)其重量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大幅降低，從而減少了轉(zhuǎn)子自身的機(jī)械能損耗

　　二、空心杯電機(jī)結(jié)構(gòu)

　　空心杯電機(jī)的結(jié)構(gòu)組成為：后蓋、接線端子、電刷端蓋、電刷、換向器、杯形繞組、轉(zhuǎn)軸、墊圈、滑動(dòng)軸承、外殼、磁鐵、法蘭、定位環(huán)。

　　定子由永磁體、殼體、法蘭組成。外殼提供了恒定的磁場(chǎng)，使電機(jī)無(wú)鐵損耗。繞組通過(guò)所謂的換向板連接到軸上。線圈在磁鐵和外殼之間的氣隙中運(yùn)動(dòng)。換向系統(tǒng)使用一對(duì)貴金屬刷減少了電刷火花。減少的電刷火花產(chǎn)生較少的電磁排放。

　　空心杯電動(dòng)機(jī)在結(jié)構(gòu)上突破了傳統(tǒng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式，采用的是無(wú)鐵芯轉(zhuǎn)子，也叫空心杯型轉(zhuǎn)子。這種轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)消除了由于鐵芯形成渦流而造成的電能損耗，同時(shí)其重量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大幅降低，從而減少了轉(zhuǎn)子自身的機(jī)械能損耗。空心杯電機(jī)屬于直流、永磁、伺服微特電機(jī)。

　　由于空心杯電動(dòng)機(jī)克服了有鐵芯電動(dòng)機(jī)不可逾越的技術(shù)障礙，而且其突出的特點(diǎn)集中在電動(dòng)機(jī)的主要性能方面，使其具備了廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。尤其是隨著工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)電動(dòng)機(jī)的伺服特性不斷提出更高的期望和要求，使空心杯電動(dòng)機(jī)在很多應(yīng)用場(chǎng)合擁有不可替代的地位。

　　馮哈伯空心杯電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用，從軍事、高科技領(lǐng)域進(jìn)入大工業(yè)和民用領(lǐng)域后，十多年來(lái)得到迅速的發(fā)展，尤其是在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)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(yīng)的隨動(dòng)系統(tǒng)。如的飛行方向快速調(diào)節(jié)，高倍率光驅(qū)的隨動(dòng)控制，快速自動(dòng)調(diào)焦，高靈敏的記錄和檢測(cè)設(shè)備，工業(yè)機(jī)器人，仿生義肢等，空心杯電動(dòng)機(jī)能很好地滿足其技術(shù)要求。

　　2、對(duì)驅(qū)動(dòng)元件要求平穩(wěn)持久拖動(dòng)的產(chǎn)品。如各類便攜式的儀器儀表，個(gè)人隨身裝備，野外作業(yè)的儀器設(shè)備，電動(dòng)車等，同樣一組電源，供電時(shí)間可以延長(zhǎng)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(dòng)機(jī)重量輕，體積小，能耗低的優(yōu)點(diǎn)，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(dòng)機(jī)作為執(zhí)行元件，可以使產(chǎn)品檔次提高，性能*。

　　5、利用其能量轉(zhuǎn)換效率高的優(yōu)勢(shì)，也作為發(fā)電機(jī)使用；利用其線性運(yùn)行特性，也作為測(cè)速發(fā)電機(jī)使用；配上減速器，也可以作為力矩電動(dòng)機(jī)使用。

　　Faulhaber空心杯電機(jī)主要有以下特性：

　　1、節(jié)能特性：能量轉(zhuǎn)換效率很高，其最大效率一般在70%以上，部分產(chǎn)品可達(dá)到90%以上（鐵芯電動(dòng)機(jī)一般在70%）。

　　2、控制特性：起動(dòng)、制動(dòng)迅速，響應(yīng)極快，機(jī)械時(shí)間常數(shù)小于28毫秒，部分產(chǎn)品可以達(dá)到10毫秒以內(nèi)（鐵芯電動(dòng)機(jī)一般在100毫秒以上）；在推薦運(yùn)行區(qū)域內(nèi)的高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，可以方便地對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行靈敏的調(diào)節(jié)。

　　3、拖動(dòng)特性：運(yùn)行穩(wěn)定性十分可靠，轉(zhuǎn)速的波動(dòng)很小，作為微型電動(dòng)機(jī)其轉(zhuǎn)速波動(dòng)能夠容易的控制在2%以內(nèi)。

　　另外，空心杯電動(dòng)機(jī)的能量密度大幅度提高，與同等功率的鐵芯電動(dòng)機(jī)相比，其重量、體積減輕1/3-1/2

　　空心杯電機(jī)是一種應(yīng)用非常廣泛的驅(qū)動(dòng)微型電機(jī)，具有規(guī)格小、輸出轉(zhuǎn)速高、低轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、無(wú)齒槽、低摩擦等特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用；空心杯電動(dòng)機(jī)屬于直流永磁的伺服、控制電動(dòng)機(jī)，也可以將其歸類為微特電機(jī)。德國(guó)的Dr. F. Faulhaber (馮哈伯) 在 1958 年研制出斜繞組線圈繞制技術(shù), 經(jīng)不斷開(kāi)發(fā)和完善，在1965年獲得空心杯電機(jī)轉(zhuǎn)子線圈斜繞組技術(shù)。

　　空心杯電動(dòng)機(jī)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(yùn)行特性，技術(shù)先進(jìn)性十分明顯。作為高效率的能量轉(zhuǎn)換裝置，在很多領(lǐng)域代表了電動(dòng)機(jī)的發(fā)展方向。空心杯電機(jī)分為有刷和無(wú)刷兩種，有刷空心杯電機(jī)轉(zhuǎn)子無(wú)鐵芯，無(wú)刷空心杯電機(jī)定子無(wú)鐵芯。空心杯電機(jī)通常需要裝載編碼器、齒輪箱一起使用，具備可調(diào)速、減速、加速功能，從而達(dá)到使用需求。

　　空心杯電機(jī)原理：空心杯電動(dòng)機(jī)在結(jié)構(gòu)上突破了傳統(tǒng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式，采用的是無(wú)鐵芯轉(zhuǎn)子，也叫空心杯型轉(zhuǎn)子。這種轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)消除了由于鐵芯形成渦流而造成的電能損耗，同時(shí)其重量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大幅降低，從而減少了轉(zhuǎn)子自身的機(jī)械能損耗。所以空心杯電機(jī)屬于直流、永磁、伺服微特電機(jī)。

　　空心杯電機(jī)分類：空心杯電機(jī)分為有刷和無(wú)刷兩種，有刷空心杯電機(jī)轉(zhuǎn)子無(wú)鐵芯，無(wú)刷空心杯電機(jī)定子無(wú)鐵芯。有刷空心杯就是以線杯加換向器作為電機(jī)的轉(zhuǎn)子，無(wú)刷空心杯就是以線杯作為定子，永磁磁鐵作為轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)。