Аксиальные двигатели и бескорпусные моментные двигатели — это два ключевых технических направления для привода суставов человекоподобных роботов сегодня; они заметно различаются по топологии, характеристикам и прогрессу индустриализации и соответственно подходят для разных потребностей суставов и этапов развития.
Принцип магнитной цепи аксиального двигателя
С точки зрения топологии направление потока в аксиальном двигателе параллельно валу двигателя; статор и ротор расположены в виде двух или более встречных дисков, а поле воздушного зазора распределено осесимметрично вдоль оси, что укорачивает магнитный путь и снижает потери на магнитное сопротивление по сравнению с традиционным радиальным двигателем. Бескорпусной моментный двигатель лишён корпуса, подшипников и выходного вала традиционного двигателя, сохраняя только статор и ротор в сборе, и может быть встроен прямо внутрь сустава и объединён с редуктором; принцип его работы напоминает двигатель прямого привода, но с лучшей удельной моментностью.
Визуальное сравнение показателей двух типов двигателей
На уровне характеристик ключевое преимущество аксиального двигателя — сверхвысокая удельная мощность и плоская конструкция. Его удельная мощность достигает 10 кВт/кг, удельная моментность — 30 Н·м/кг, осевой размер сокращён на 50% по сравнению с традиционными решениями, а КПД превышает 90% в диапазоне нагрузки 20–95%, что подходит для частых пусков и остановок человекоподобных роботов и лучше отвечает пространственным требованиям встроенных суставов. Преимущества бескорпусного моментного двигателя сосредоточены в высокой интеграции и промышленной зрелости: он спроектирован как единое целое с конструкцией сустава, повышая использование пространства более чем на 40% и обеспечивая передачу с нулевым люфтом при пиковом моменте свыше 500 Н·м; при этом его цепочка поставок хорошо развита и налажен серийный выпуск, что делает его основным текущим решением.
Схема сравнения преимуществ
По ключевым показателям аксиальный двигатель превосходит по удельной мощности, удельной моментности и осевому размеру, но дороже и сложнее в охлаждении, а его индустриализация всё ещё на ранней стадии; бескорпусной моментный двигатель имеет низкую себестоимость серийного выпуска и зрелую цепочку поставок, но его радиальный размер сравнительно велик, а удельная мощность относительно невысока.
С точки зрения логики подбора несущие суставы нижних конечностей, такие как тазобедренный и коленный, лучше подходят под высокую удельную моментность аксиальных двигателей. В краткосрочной перспективе бескорпусные моментные двигатели остаются рыночным мейнстримом; в средне- и долгосрочной перспективе аксиальный поток, как ожидается, сформирует дифференцированную замену в высокомоментных сценариях нижних конечностей, а гибридный привод, сочетающий оба, тоже может стать финальной конфигурацией отрасли. Jiuju обладает зрелым технологическим опытом в таких ключевых операциях для обоих типов двигателей, как намагничивание статора и ротора и прецизионная сборка, что поддерживает контроль точности и переход к серийному производству суставных двигателей и способствует технологическому прогрессу отрасли.
Часто задаваемые вопросы по автоматизации электродвигателей
Видео с примерами автоматизации электродвигателей
Новости электромоторной отрасли
К сожалению, для вас не найдено никакой информации
К сожалению, для вас не найдено никакой информации
За пределами цеха на погрузочной площадке царило оживление. После многократных этапов наладки всего станка, имитационной проверки серийного производства и заводского контроля качества линия автоматической сборки двигателей постоянного тока Jiuju прошла все этапы отгрузки с завода, была вовремя погружена на грузовики и вот-вот отправится на производственную базу заказчика, помогая проекту заказчика планомерно переходить к серийному выпуску.
Многополюсная архитектура даёт высокочастотную основную гармонику; при 10 000 об/мин основная частота достигает нескольких кГц. Традиционные IGBT имеют взлетающие потери переключения и сильный нагрев — именно МГц-возможность переключения SiC MOSFET делает их подходящей парой высокочастотным многополюсным осевым двигателям.
Многополюсная архитектура даёт высокочастотную основную гармонику; при 10 000 об/мин основная частота достигает нескольких кГц. Традиционные IGBT имеют взлетающие потери переключения и сильный нагрев — именно МГц-возможность переключения SiC MOSFET делает их подходящей парой высокочастотным многополюсным осевым двигателям.
Эффективная магнитная сила действует на краю наружного диаметра, поэтому при той же скорости магниты испытывают гораздо большее центробежное напряжение, чем в удлинённом радиальном двигателе. В высокоскоростных режимах то, как магниты надёжно закреплены на диске ротора, является ключевым вопросом проектирования конструкции.
Основной принцип работы двигателя с осевым магнитным потоком восходит к эксперименту с диском Фарадея, однако из-за технологических ограничений он долгое время не находил широкого применения в автомобилестроении. В статье анализируется история появления новых технологий на основе старых разработок.