영구 자석 동기 모터 그들의 때문에 현대 스핀들 모터 디자인을 지배하십시오:
&황소;높은 전력 밀도(주어진 토크에 대한 컴팩트 한 크기)
&황소;우수한 효율(90-97%전형적인)
&황소;정확한 속도 제어(제로 슬립 특성)
&황소;우수한 동적 응답(수치 제어 응용 프로그램에 대한 중요)
이 가이드는 전자기,열 및 기계 설계 에 대한 고려 사항 고정자 및 로터 최적화 10,000-60,000 분당 회전수에 운영하는 스핀들 모터에서. 모두를 위한 기초 기술로 전기 모터 유형,고정자 및 회 전자 설계는 엔지니어링에서 가장 중요한 관심을 요구합니다.
2.1 코어 형상 최적화
슬롯/극 조합
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구성 |
장점 |
스핀들 사용 사례 |
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9 슬롯/6 극 |
낮은 코깅,좋은 고조파 |
범용 밀링 |
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12 슬롯/8 극 |
균형 잡힌 토크 밀도 |
고속 연삭 |
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18 슬롯/12 극 |
감소된 토크 잔물결 |
초정밀 가공 |
주요 고려 사항:
&황소;높은 슬롯 카운트 토크 리플을 줄일 수 있지만,구리 손실을 증가
&황소;분수 슬롯 권선(예를 들어,9 슬롯 8 극)코깅을 최소화
박판 디자인
이 제품은 이전에 판매 된 것 외에도 기능적으로 작동합니다
&황소;치아 폭:40-60%슬롯 피치의 균형 포화 구리 영역
&황소;다시 철:1.2-1.5 배 치아 폭 방지하기 플럭스 포화
2.2 권선 구성
감기 유형
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유형 |
장점 |
단점 |
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분산 |
더 낮은 고조파,더 나은 냉각 |
더 긴 끝 회전 |
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집중 |
더 짧은 코일,더 높은 구멍 충분한 양 |
더 높은 토크 잔물결 |
고급 기술:
더블 레이어 권선:30-45&도;고조파 취소를위한 위상 시프트
리츠 와이어:고주파(>400 헤르쯔)작업 줄일 피부 효과
구멍 충분한 양 비율:정밀도 감기 기계에 달성 가능한 60-75%
2.3 냉각 전략
직접 슬롯 냉각:고정자 슬롯에 통합 된 오일 채널
중공 도체:액체 냉각 고출력 스핀들(>15 킬로와트)
열 인터페이스 재료:열전도율이 높은 수지(5-8 와트/메가케이트)
3.1 자석 배열
토폴로지
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유형 |
유출 조밀도 |
코깅 토크 |
제조 복잡성 |
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거치되는 표면 |
보통 |
낮은 |
단순 |
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내부 오후(아이피엠) |
높은 |
보통 |
복합 |
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제품소개 |
매우 높은 |
높은 |
매우 복잡한 |
스핀들 특정 선택:
10,000-30,000 분당 회전수:탄소 섬유 소매를 가진 지상 오후
30,000-60,000 분당 회전수:더 나은 원심력 저항을 위한 빈 아이피엠
3.2 자석 재료
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자료 |
브롬(티) |
2018 년 |
최대 임시 직원 |
비용 |
|
페라이트 |
0.4 |
200 |
150&도;기음 |
$ |
|
2015 년 |
1.3 |
900 |
120&도;기음 |
$$$ |
|
기업부설연구소 |
1.1 |
700 |
300&도;기음 |
$$$$$ |
선택 기준:
온도 감세(스핀들 도달 80-150&도;기음 내부적으로)
부식 방지(습한 환경을 위한 니켈 도금)
와전류를 줄이기위한 세그먼트 자석
3.3 로터 구조 설계
보유 소매:
&황소;탄소 섬유:에 대한>40,000 분당 회전수(&시그마;>800 메가 파)
&황소;인코넬:고온 응용 프로그램
동적 균형:
&황소;
&황소;고조파 밸런싱을위한 비대칭 극 형성
4.1 매개 변수 트레이드 오프
|
매개 변수 |
증가 |
효과 |
|
에어게이프 |
더 큰 간격 |
토크 밀도,신뢰성 |
|
자석 간격 |
더 많은 자료 |
플럭스 밀도,비용 |
|
전류 밀도 |
높은 제이 |
토크,열 응력 |
4.2 고급 기술
&황소;기울이기:1-2 슬롯 피치는 코깅을 줄이기 위해
&황소;극 형성:정현파 역전력을위한 노치 극
&황소;다목적 최적화:
#토크 대 손실에 대한 파레토 최적화 예
목표=[최대화(토크),최소화(철 손실)]
제한=[온도_상승
5.1 베어링 고려 사항
각 접촉 베어링:스핀들 강성을 위해 예압 150-400 엔
잡종 세라믹:20,000-40,000 분당 회전수 범위를 위해
활동적인 자석 방위:>50,000 분당 회전수 매우 정밀도를 위해
5.2 샤프트 디자인
강성 요구 사항:>공구 인터페이스에서 100 엔/마이크로;엠
빈 갱구:냉각액 통행을 위해
열 성장 보상:탄소 섬유 슬리브
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구성 요소 |
긴요한 포용력 |
측정 방법 |
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에어게이프 |
&플러스;0.05 미리메터 |
레이저 마이크로미터 |
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자석 위치 |
0.1 도 각도 |
비전 시스템 |
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코일 대칭 |
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측정기 |
스테이터:18 슬롯,3 상 분산 권선
로터:6-폴 브이엠엠엠엠엠엠엠엠엠엠
냉각:직접 오일 냉각 슬롯
성능:
&황소;전력 밀도:6.5 킬로와트/키로그램
&황소;효율:96%@정격 부하
&황소;런아웃:
적층 제조:3 차원 인쇄 냉각 채널
그래 핀 강화 재료:더 높은 열전도율
디지털 트윈스:실시간 성능 시뮬레이션
설계 고정자 및 로터 스핀들 모터의 경우 밸런싱이 필요합니다:
1. 전자기 성능(토크 밀도,효율)
2. 열 관리(냉각 전략)
3. 기계적 무결성(로터 역학,베어링 수명)
당신을 위해 특정 스핀들 적용,고려:
&황소;목표 속도/토크 프로파일
&황소;냉각 시스템 제약
&황소;프리미엄 재료에 대한 예산(중소기업,탄소 섬유)
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