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无框电机的工作原理是什么?

与所有伺服电机一样,无框电机作为完整伺服系统的一部分进行工作。 一台或多台反馈设备(例如,递增或绝对编码器、霍尔效应传感器或旋变)会将转子位置相关信息发送到驱动放大器,放大器会相应地通过一系列嵌入式控制回路不断微调转子位置和转速,以适合应用要求。

标准伺服电机不同的是,无框电机会以套件形式提供,其仅包含一个带有铜线绕组的定子和一个安装在轮毂上的稀土磁铁转子。 这类似于您拆开标准电机并舍弃外壳、轴、轴承、反馈设备和电缆连接器之后的样子 — 仅留下直接负责产生运动控制的定子和转子。 它们被集成到外壳、轴承和工程师选择的其他组件中。

无框电机的这种极简外形能为某些应用提供多种优势。 例如,外壳可被设计为机器结构的一部分,在恶劣环境下提供强大保护。 通过去除多余的组件,无框电机实现了极其紧凑轻便的应用设计 — 无论是直接驱动还是集成紧凑精确的齿轮传动装置。

联系运动控制专家 无框电机选型指南

科尔摩根 TBM2G 低压无框力矩电机
科尔摩根KBM无框伺服/力矩电机

无框电机的特性

对于无法使用有框伺服电机进行优化的应用,无框电机能够提供诸多优势:

外形紧凑轻便 无框电机去除了多余的组件,工程师可直接将外壳、轴承、轴、联轴器及其他组件集成到极为紧凑的应用设计中。

性能精确 无框电机可直接驱动负载,而无需传动组件。 如果需要齿轮减速,它们还可与紧凑的低背隙或零背隙行星、谐波或摆线减速机直接集成。 无论采用哪种方式,无框电机都能立刻针对驱动器变化的速度和位置需求做出响应,同时提供出色的转矩密度。

环境韧性强 无框电机直接嵌入应用中,可完全免受腐蚀性冲洗液、浸泡、天气暴露及其他环境危害的影响。 在面临高温问题时,这种机械结构能提供有效的散热效果,我们的 TBM2G 电机可在温升极低的情况下高效运转。

设计自由 无框电机有力矩电机(轴向长度相对于直径较短)和伺服电机(轴向长度较长)两种设计形式,并有多种直径、叠片长度和绕组可供选择。 力矩电机利用 D2L 规则,可提供出色的转矩密度。 所有型号都摆脱了由于标准伺服电机的外壳、轴、连接器和安装配置导致的设计限制。

电机选型和尺寸确定使用科尔摩根的在线设计工具,获取理想的配置和性能特点。

科尔摩根无框电机

无框电机有哪些用途?

了解无框直流无刷电机如何用于以下领域:

机器人与工业自动化 无框电机可实现极为紧凑强大的机器人关节,增强手术机器人、人形机器人和外骨骼、工业协作机器人等应用的灵活性、多功能性和效率。

紧凑型旋转执行器 无框电机支持紧凑强大的执行器设计,无论是直接驱动负载还是通过紧凑的谐波、行星或摆线减速机,都能实现充分紧密的运动控制集成。

潜水器与机器人 如果需要驱动潜水推进系统,无框电机可密封到充油或充气的压力容器中,针对海底压力或危险液体提供可靠保护。

食品饮料生产与包装 在卫生应用中,无框电机可采用彻底隔绝冲洗液体的嵌入方式。

无框电机也是其他许多行业和领域的理想选择。 让我们一起来探讨您对运动控制的特殊要求,并找到理想的解决方案。

行业解决方案

frameless motor application

无框电机对比其他电机技术

无框技术对比有框技术 无框电机套件由定子和转子组成。 它们没有有框电机的外壳、端盖、轴承、转子轴以及电缆连接器。 相反,这些元件会被集成到应用设计中。

无框技术对比伺服技术 无框电机属于一种伺服电机。 关键在于选择有框伺服电机设计还是无框直流无刷电机。

无框(或有框)伺服电机对比步进电机
步进电机不依赖反馈回路,而是按照每一转的固定步数进行移动,可通过步进驱动器的离散脉冲进行控制。 这在不同的应用场景中各有利弊。 了解更多

无框(或有框)伺服电机对比感应电机 感应电机一直用于单速场景,例如输送机。 尽管现代感应电机和驱动器能够集成反馈功能,但对于需要精确定位的高动态应用场景而言,它们通常并非第一选择。

无框电机的优点和缺点
由于使用有框伺服电机会对应用尺寸、重量、配置、精确度或环境韧性产生限制,因此无框电机是这种应用的理想之选。 它们让工程师能够在应用设计中解决所有这些问题。 这可能会增加应用设计与原型制造的成本,但这往往值得权衡,因为这可实现十分紧凑、强大、精确而可靠的设计。

科尔摩根产品

TBM2G with Reflection

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科尔摩根的协作工程专业技术在运动控制领域十分出色。 100 多年来,我们持续致力于创新,并拥有数十年为需要步进或伺服技术的各行业提供服务的经验。 让我们帮助您创造卓越。

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科尔摩根 TBM2G 无框伺服电机

TBM2G 低压无框力矩电机 >

这些新一代无框力矩电机可在紧凑、轻质的电磁组件提供高转矩密度,为谐波减速机提供标准匹配尺寸,并且拥有适用于大批量生产的先进设计,满足您的全球生产需求。

KBM 系列无框

KBM 无框伺服/力矩电机 >

KBM 系列的连续转矩范围为:0.49Nm到3445Nm, 峰值转矩范围:1.17Nm到12812Nm, 外径范围:59.96mm到850mm,通孔直径范围:16.01mm到557.85mm;在电机套件中提供高性能、长使用寿命、简单安装,可以直接嵌入您的机械设计中。

TBM 系列中图

TBM 低压无框力矩电机 >

TBM 系列的设计电压为24VDC、48VDC、100VDC,连续转矩范围:0.41Nm到10.3Nm,峰值转矩范围:1.37Nm到39.4Nm,外直径范围:60.35mm到128.93mm,孔径范围:28.70mm到55.88mm。