空心杯電機原理及結(jié)構(gòu)

空心杯電動機在結(jié)構(gòu)上突破了傳統(tǒng)電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式，采用的是無鐵芯轉(zhuǎn)子，也叫空心杯型轉(zhuǎn)子。這種新穎的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)動慣量大幅降低，從而減少了轉(zhuǎn)子自身的機械能損耗。由于轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)變化而使電動機的運轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(shù)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(yīng)用領(lǐng)域。尤其是隨著工業(yè)技術(shù)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(yīng)用場合擁有不可替代的地位。

空心杯電動機的應(yīng)用，從軍事、高科技領(lǐng)域進入大工業(yè)和民用領(lǐng)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(yīng)的隨動系統(tǒng)。如導(dǎo)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(shè)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(shù)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(shè)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(zhuǎn)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(shù)進步，各種機電設(shè)備嚴(yán)格的技術(shù)條件對伺服電動機提出越來越高的技術(shù)要求，同時，空心杯電動機的應(yīng)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(yīng)用范圍，以廣泛提升產(chǎn)品品質(zhì)。據(jù)有關(guān)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(yīng)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(zhuǎn)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(yīng)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(zhuǎn)狀態(tài)下，可以方便地對轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速的波動很小，作為微型電動機其轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)上突破了傳統(tǒng)電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式，采用的是無鐵芯轉(zhuǎn)子，也叫空心杯型轉(zhuǎn)子。這種轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)動慣量大幅降低，從而減少了轉(zhuǎn)子自身的機械能損耗?？招谋姍C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(zhuǎn)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(rèn)識，阻礙了許多領(lǐng)域機電產(chǎn)品的技術(shù)進步，嚴(yán)重影響了我們與國外同類產(chǎn)品的技術(shù)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(lǐng)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(fù)雜，生產(chǎn)自動化程度遠(yuǎn)不如鐵芯電動機，導(dǎo)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(guān)鍵的技術(shù)，例如：低轉(zhuǎn)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(zhuǎn)矩。空心杯電機技術(shù)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(shè)備等類似應(yīng)用領(lǐng)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(yīng)用中，無鐵芯設(shè)計還可以延長設(shè)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。