Sprievodca výberom mini bezuhlíkového motora pre výrobcov OEM: Kľúčové špecifikácie a tipy na nákup

Máte 24 mm brúsený motor v ručnej chirurgickej vŕtačke, ktorá váži 60 g, dodáva 8 W pri 12 000 otáčkach za minútu a potrebuje prvú výmenu kefky po približne 1 500 hodinách prevádzky. Elektromagnetický šum z komutátora už ruší snímač Hallovho javu v tom istom kryte. Toto je ten druh bolesti v dizajne, ktorý tlačí tím OEM smerom k a mini bezkomutátorový motor : zachováte takmer rovnakú obálku, získate 12 až 15 percentuálnych bodov účinnosti a predĺžite životnosť nepretržitej prevádzky na viac ako 20 000 hodín.

Táto príručka je napísaná pre produktových inžinierov a technických nákupcov, ktorí potrebujú praktické rady pri výbere, nie výpis z katalógu. Zaoberá sa tým, čo vlastne mini bezkomutátorový motor je, špecifikácie, ktoré rozhodujú o výsledku, a chyby, ktoré stoja vo výrobnom programe najviac.

Čo definuje Mini Brushless Motor?

Mini bezkomutátorový motor je kompaktný, elektronicky komutovaný jednosmerný motor s priemerom rotora približne medzi 15 mm a 50 mm, využíva neodymové magnety na rotore a trojfázové vinutie statora, ktoré regulátor postupne spína. Neexistujú žiadne kefy, ktoré by sa museli opotrebovať, ani mechanický komutátor, ktorý by vytváral iskry alebo elektromagnetický šum.

V praxi mini rad zahŕňa niekoľko architektúr. Bezjadrové BLDC motory odstraňujú železo zo statora, čo znižuje ozubenie a je vhodné pre vysokorýchlostné mikropohony v 22 mm a menších rámoch. Motory BLDC so železným jadrom používajú laminovaný stator a poskytujú vyššiu hustotu krútiaceho momentu, pričom dominujú v rozsahu 28 mm až 50 mm. Oba vytvárajú rovnaký druh pohybu, ale ich zvlnenie krútiaceho momentu, ozubenie a nákladové profily sú dostatočne odlišné na to, aby zmenili konečný výber.

Prečo miniuhlíkové motory prekonávajú kartáčové motory v kompaktných produktoch

Pre kompaktný produkt, ktorý beží nepretržite alebo sa spolieha na batériu, je mini bezkomutátorový motor lepším východiskovým bodom vo väčšine návrhov OEM. Zisk nie je hrubý krútiaci moment v rovnakej veľkosti rámu; je to efektívnosť, životnosť a ovládateľnosť, ktoré sa priamo premietajú do menších batérií, chladnejších krytov a dlhších intervalov údržby.

Kľúčové špecifikácie na vyhodnotenie v kompaktnom motore

Správny motor môžete definovať zo štyroch čísel: krútiaci moment záťaže pri prevádzkovej rýchlosti, čas nepretržitého chodu, dostupné napájacie napätie a maximálny povolený nárast teploty skrine. Po ich zafixovaní nasleduje veľkosť rámu a architektúra navíjania.

Priemer rámu a architektúra rotora

Priemer rámu poháňa nepretržitý krútiaci moment, ktorý môžete od motora očakávať. 22 mm bezjadrový bezkomutátorový motor v sérii WC-22 je skonštruovaný pre vysokú rýchlosť a veľmi nízky krútiaci moment, vďaka čomu je vhodný pre mikropohony a malé dúchadlá. 28 mm BLDC motor so železným jadrom pre elektrické náradie akceptuje vyšší blokovací prúd a poskytuje väčší krútiaci moment na ampér ako bezjadrový dizajn, za cenu malého množstva ozubenia.

Výber napätia a vinutia

Väčšina kompaktných produktov OEM funguje na 12V, 24V alebo 36V batériách. Zvýšenie napájacieho napätia znižuje prúd potrebný pre rovnaký výkon, čo znižuje straty medi vo vinutí, kábli a ovládači. 24V motor je predvolený pre ručné náradie a roboty, zatiaľ čo 12V je vhodný pre malé ventilátory a zariadenia osobnej starostlivosti.

Profil krútiaceho momentu, rýchlosti a zaťaženia

Motor musí byť dimenzovaný na trvalý krútiaci moment pri cieľových otáčkach, nie na špičkový krútiaci moment pri zastavení. Ak pracovný cyklus zahŕňa 50 % alebo viac plného zaťaženia, rozhodujúcim faktorom sa stane krivka nepretržitého krútiaceho momentu, nie hodnotenie zablokovania, ktoré je uvedené v tabuľke špecifikácií.

Možnosti ovládača a snímača

Mini bezkomutátorové motory sú k dispozícii s Hallovými snímačmi alebo bez nich. Snímané motory sa ľahšie ovládajú pri nízkej rýchlosti a pre presné držanie polohy. Bezsenzorová prevádzka šetrí dva vodiče a malé náklady, ale vyžaduje vyššiu štartovaciu rýchlosť a vykazuje väčšie zvlnenie pri nízkych otáčkach.

• Nepretržitý krútiaci moment je jediná hodnota krútiaceho momentu, ktorá je dôležitá pre tepelný návrh.
• Blokovací prúd musí byť porovnané s menovitým výkonom tranzistora ovládača.
• Back-EMF konštanta možno zmeniť iným vinutím, aby zodpovedalo napätiu batérie.
• Trieda ochrany riadi výber tesnenia hriadeľa a konektora.

Bezjadrový bezkartáčový jednosmerný motor, priemer 22 mm, séria WC 22 Tento kompaktný bezjadrový bezkomutátorový motor ponúka vysokú účinnosť a hladký chod pre zariadenia napájané z batérie. Vďaka nízkym vibráciám a hluku je vhodný pre tiché, priestorovo obmedzené aplikácie a možnosti snímača je možné zvoliť na základe potrieb riadenia pri nízkych otáčkach. Zobraziť produkt →

Skutočné aplikácie v OEM odvetviach

Mini bezkomutátorové motory sú už súčasťou produktov, ktorých sa používatelia každodenne dotýkajú. Spoločným znakom je kompaktný obal, napájanie z batérie a požiadavka na tichý a dlhotrvajúci pohyb.

• Elektrické náradie : 28 mm BLDC motor nahrádza brúsenú jednotku v akumulátorovej vŕtačke, predlžuje dobu chodu o 15-30 % a takmer odstraňuje výmenu kefy.
• Lekárske prístroje : Malé bezjadrové bezkomutátorové motory v chirurgických vŕtačkách a laboratórnych pumpách zaisťujú nízku hlučnosť a plynulý pohyb, čo je dôležité pri zariadeniach orientovaných na pacienta.
• Robotika : 42 mm vonkajší bezkomutátorový motor v kombinácii s prevodovkou poskytuje vysokú hustotu krútiaceho momentu potrebnú pre ľahké robotické rameno.
• Vykurovanie a vetranie : EC motory ventilátorov s konštantnou reguláciou prietoku vzduchu, dostupné v 3,3-palcových rámoch so 16 rýchlosťami dip-switch, sa používajú v strešných ventilátoroch a čističkách vzduchu.
• Dron a UAV : Závodné motory 2207 a 2807 FPV a motory s dlhou výdržou s ťahom 1-5 kg závisia od vysokej hustoty výkonu a nízkej hmotnosti.

Bezuhlíkový jednosmerný motor pre elektrické náradie, séria W28 s priemerom 28 mm Tento 28 mm bezkomutátorový motor, navrhnutý pre náročné úlohy elektrického náradia, poskytuje vysoký výkon a dlhotrvajúci výkon a zároveň znižuje nároky na údržbu. Správne vyladenie ovládača, ako je frekvencia PWM, je nevyhnutné, aby sa zabránilo počuteľnému šumu v citlivých aplikáciách. Zobraziť produkt →

Ako integrovať miniuhlíkový motor do vášho produktu

Integrácia je päťkroková postupnosť. Ak preskočíte prvý krok, zvyšné štyri sa predražia a výsledný produkt nesie skryté riziko.

1. Definujte pracovný cyklus : čas nepretržitého chodu, frekvencia zastavenia a štartu a stav preťaženia počas prvých piatich minút.
2. Vyberte priemer motora : prispôsobte veľkosť rámu požiadavke krútiaceho momentu po nastavení pracovného cyklu.
3. Vyberte ovládač : rozhodnite sa medzi snímanou a bezsenzorovou prevádzkou a vyberte frekvenciu PWM, ktorá udržiava počuteľný šum pod limitom projektu.
4. Overte tepelný výkon : meranie nárastu teploty puzdra pri najhoršom zaťažení, nie pri nominálnom zaťažení.
5. Pošlite RFQ s prevádzkovou obálkou : vrátane veľkosti rámu, napätia, krútiaceho momentu, rýchlosti, očakávanej životnosti a ročného objemu tak a dodávateľ motorov na mieru ako Jiangsu Retek Motion Co., Ltd. môže citovať správne vinutie a pripojenie.

Pre digitálny nástroj alebo lekársku vŕtačku, ktorá potrebuje tiché, vysokorýchlostné vreteno, je 36 mm BLDC motor praktickým východiskovým bodom pre elektrické a mechanické puzdro.

Bezuhlíkový jednosmerný motor pre digitálne náradie, séria W36 s priemerom 36 mm Tento 36 mm bezuhlíkový motor poskytuje efektívny a tichý chod pre digitálne nástroje a lekárske vŕtačky vyžadujúce vysokorýchlostné vreteno. Jeho kompaktná veľkosť umožňuje jednoduchú integráciu, ale včasné zváženie zostavy hriadeľa, prevodovky a konektora je rozhodujúce, aby sa predišlo problémom s prototypom. Zobraziť produkt →

Bežné chyby pri špecifikácii kompaktného motora

• Predimenzovanie pre špičkový krútiaci moment: motor vybraný na základe krútiaceho momentu pri zastavení beží, keď je trvalý krútiaci moment iba 20 % zastavenia.
• Ignorovanie budiča: lacný trojfázový budič môže stáť 5 percentuálnych bodov účinnosti a pridáva viac harmonického zvlnenia, ako potrebuje motor.
• Zabudnite na kábel: v utesnenom kryte s krytím IP konektor a polomer ohybu kábla často určujú skutočnú dĺžku motora, ktorá sa hodí.
• Preskočenie tepelného testu: 22 mm bezjadrový motor v uzavretom kryte predstavuje problém s teplom aj pri trvalom výkone 5 W.

Často kladené otázky

Aký je najmenší dostupný bezkomutátorový motor?

Výrobné rámy začínajú okolo priemeru rotora 15 mm a mikroplanetové prevodové motory klesajú na 8 mm. Praktickým obmedzením je zvyčajne elektronika vodiča a najmenší vodič a konektor, ktorý môže prenášať prúd.

Môže mini bezkomutátorový motor bežať priamo z lítiovej batérie?

Nie. Bezuhlíkový motor potrebuje elektronický komutátor medzi batériou a statorom. Niektoré bezkomutátorové motory ventilátorov obsahujú kompaktný integrovaný ovládač v kryte motora, takže je potrebné iba jednosmerné napájanie a príkaz rýchlosti.

Ako dlho vydrží mini bezkomutátorový motor v porovnaní s kefovým motorom?

Dobre navrhnutý mini bezkomutátorový motor v čistom kryte môže bežať viac ako 20 000 hodín. Kartáčovaný motor rovnakej veľkosti zvyčajne potrebuje výmenu kefy po 1 000 až 3 000 hodinách a komutátor nakoniec opotrebuje kotvu.

Môže dodávateľ motorov na mieru skrátiť vývojový cyklus?

áno. Dodávateľ ako Jiangsu Retek Motion Co., Ltd., ktorý riadi navíjanie, presné obrábanie a výlisky káblov vo vlastnej réžii, môže dodať testovanú vzorku motora s hriadeľom, prevodovkou a konektorom, ktoré sú už prispôsobené vášmu návrhu.