1. 원리 : 혁신적인 전자기 전원
그만큼프레임이없는 토크 모터하우징, 베어링 및 샤프트와 같은 전통적인 기계적 구조를 완전히 포기하는 획기적인 모터 디자인입니다.
1.1 핵심 구성 요소 분석
고정자: 고정식 실리콘 스틸 시트로 제작 된 고리 모양의 라미네이트 철 코어로 구성되며, 정확하게 상처를 입은 구리 코일이 내부에 포함되어 있습니다. 3 상 전류가 적용될 때, 코일은 회전 자기장을 생성하며, 강도는 현재 주파수 및 와인딩 토폴로지와 직접 관련이 있습니다 (그림 1과 같이 Shenzhen QH 모터의 고정자 단면).
축차: 고성능 희귀 원리 영구 자석 (예 : 네오디움-아이언-보론)을 사용하여 원형 자기 극 배열을 형성하여 간섭 피팅을 통해 장비의 메인 샤프트에 직접 장착됩니다. 로터와 고정자 사이의 공기 갭은 일반적으로 사이에 제어됩니다.0. 3-0. 8mm자기 에너지 활용을 최대화합니다.
1.2 작업 원리
고정자 권선을 통해 전류가 흐르면 생성 된 회전 자기장은 로터의 영구 자석의 정적 자기장과 상호 작용합니다. Maxwell의 응력 텐서 원리에 따르면, 연속 토크는 접선 방향으로 생성됩니다. 기계적 변속기 구성 요소가 제거되므로 에너지 변환 효율은95%, 달성Zero-Backlash정밀 제어.
특징 : 드라이브 시스템의 성능 경계를 재정의합니다
2.1 극심한 소형 및 가벼운 디자인
프레임리스 디자인은 모터 볼륨을 줄입니다40%-60%. 예를 들어,KBM -40 시리즈Kinco의 외경은 Just의 외경을 특징으로합니다40mm, 무게는 낮습니다300g그러나 그러나 a15nm 피크 토크, 휴머노이드 로봇 핑거 조인트와 같은 단단한 공간 제약 조건이있는 응용 프로그램에 이상적입니다.
2.2 동적 성능의 획기적인 획기적인
밀리 초 수준 응답: 로터 관성입니다1/5전통적인 모터의 a명령 응답 시간<3ms(데이터 출처 : 연합 모션 테스트 보고서)10+ 초당 동작.
강화 된 토크 밀도: 사용할 바흐 자석 어레이자기장 분포를 최적화하기 위해Kollmorgen의 TBM 시리즈, 토크 밀도를 달성합니다40nm/kg,3 배 더 높습니다기존의 서보 모터보다.
2.3 시스템 통합의 혁명
모터는 직접 내장 될 수 있습니다로봇 암 조인트, 의료용 CT 스캐너의 회전 프레임 등에폭시 수지를 사용한 캡슐화는 AN을 보장합니다IP67 보호 등급, 커플 링 및 감속기의 필요성을 제거합니다시스템 복잡성 및 고장 속도 감소.
3. 응용 분야 : 정밀 제조에서 휴머노이드 로봇까지
3.1 휴머노이드 로봇 조인트 드라이브
테슬라 옵티머스: 그 중28 개의 관절, 14 프레임리스 토크 모터를 사용하십시오, 활성화11 자유도핸드 그립의 경우 (개별 핑거 조인트 모터는 직경이 25mm 이하 또는 동일).
국내 혁신:워커 X 로봇공동 개발Hechuan Technology 및 UBTECH특징무릎 관절 모터a180nm의 연속 토크, 무게 만1.2kg, 지원70kg 부하로 역동적 인 걷기.
3.2 고급 장비 응용 프로그램
반도체 리소그래피 기계: 사용나노 미터 레벨 웨이퍼 스테이지 포지셔닝, 달성± 0. 1μm 반복성(예 : ASML 장비 구성).
위성 포인팅 메커니즘: 극한의 우주 온도를 견딜 수 있도록 설계 (-150 정도 ~ +120 학위), 와 함께사마륨 코발트Demagnetization을 방지하는 자석.
3.3 신흥 시장 붐
~ 안에2023, 수요프레임이없는 토크 모터에서휴머노이드 로봇 공학업계가 급증했습니다로봇 당 28-40 단위. 글로벌 시장이 예상됩니다2025 년까지 80 억 엔 (약 11 억 달러)을 초과합니다(원천:휴머노이드 로봇 산업 보고서).
4. 경쟁 환경 : 국내 시장 침투로가는 길
4.1 고급 시장을 지배하는 외국 브랜드
Kollmorgen: 붙잡 힙니다글로벌 고급 시장의 60%. 그만큼TBM 시리즈지원합니다맞춤형 자기장 설계, 응용 프로그램이 필요합니다2000nm 이상의 토크.
Parker Hannifin:양자리 시리즈통합지능형 센서, 가능합니다실시간 온도 및 진동 모니터링, 예기치 않은 셧다운 방지.
4.2 국내 제조업체의 빠른 성장
킨코: 3 세대 프레임리스 모터는 a"세그먼트 스 태워"기술, 감소0 아래로 토크 리플. 5%,공동 로봇 부문.
Hechuan 기술: 공동 개발 된 a"마그네토-내 역학 커플 링 시뮬레이션 플랫폼"대학과 함께이등분모터 설계주기. 그들의 제품 라인업은 크기를 다룹니다φ15mm ~ φ250mm, 다양한 응용 프로그램 요구를 충족시킵니다.
5. 미래 추세 : 재료 및 지능의 발전
초전도 재료: 저온 초전도 권선은 토크 밀도를 증가시킬 수 있습니다60nm/kg실험실 혁신이 이미 달성되었습니다.
자체 감지 모터: 내장MEMS 센서부하 변동에 대한 실시간 피드백을 제공하고 활성화하십시오보스턴 다이나믹스의 아틀라스 로봇고등 백 플립을 수행합니다.
녹색 제조: 사용수성 절연 코팅그리고재활용 가능한 자석탄소 배출량을 줄입니다35%전통적인 모터에 비해.
