空心杯電機原理及結構

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。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。繞組采用三角形接法 。

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。

空心杯電動機的應用，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(qū)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(qū)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。

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(zhì)。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 。

空心杯電動機主要有以下特性：

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 。

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。這種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。空心杯電機屬于直流、永磁、伺服微特電機。

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。

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 。

有刷直流無鐵芯空心杯電機融合了多項關鍵的技術，例如：低轉動慣量、無齒槽、低摩擦和非常緊湊的換向系統(tǒng)，這些優(yōu)點將帶來更快的加速度、更高的效率、更低的焦耳損耗以及更大的持續(xù)轉矩?？招谋姍C技術減小了體積、減輕了重量并減少了發(fā)熱量，因此是便攜或小型設備等類似應用領域的理想選擇。這樣便實現(xiàn)了在一個尺寸更小的機架中獲得更優(yōu)異的電機性能，從而為最終用戶提供更好的舒適度和便利性。此外，在以蓄電池供電的應用中，無鐵芯設計還可以延長設備的使用壽命并提高能源效率 。

超聲波數(shù)據(jù)采集單元：DAU-PA64/128 通道數(shù)量128、發(fā)射電壓150馬達控制單元：空心杯電機、電壓48V、運動速度100mm/s max主 電 纜：PAUMBILICAL V4 128通道相控陣探頭：晶片尺寸1mm、晶片數(shù)量60、楔塊型號IT-XK12。