전기자 DC 모터 가이드: 라미네이션, 권선 및 코어 어셈블리 선택

컨버터 라인은 1,800rpm에서 3개의 24V 영구 자석 DC 기어모터를 작동합니다. 약 4,500시간 작동 시 한 장치가 브러시 박스에서 눈에 띄게 스파크를 일으키기 시작하고 동일한 부하에서 속도가 약 6% 감소합니다. 권선 테스트가 깨끗해졌습니다. 결함은 뼈대에 있습니다. 홈이 있는 정류자, 재구축 이후 편심이 수백 분의 1밀리미터로 작동하는 로터 스택, 표면의 거의 60%에 해당하는 침구를 닦습니다.

다음은 DC 모터의 전기자 측면, 즉 자기 회로, 권선, 정류 제한, 샘플 적층부터 직렬 배송까지 코어가 실제로 구입되는 방법에 대한 실제적인 관점입니다.

전기자가 토크를 생성하는 방법 및 정류가 발생하는 위치

두 가지 관계는 브러시 DC 모터의 대부분의 벤치 측정을 설명하며 두 관계 모두 전기자를 바로 가리킵니다.

• 토크: T ≒ k · Φ · Ia, 계자 플럭스에 전기자 전류를 곱한 것입니다.
• 역기전력: E ≒ k · Φ · Ω는 속도에 따라 증가하고 주어진 공급 전압에서 작동 전류를 설정합니다.
• 현재 경로: 공급, 브러시, 정류자 세그먼트, 전기자 코일, 리턴 브러시.
• 정류: 정류자는 각 코일이 자기 중성선을 통과할 때 코일 전류를 역전시키므로 공급 장치가 DC인 경우에도 코일 전류가 번갈아 나타납니다.
• 전기자 반응: 뼈대 자체의 기자력은 주 자기장을 기울이고 약화시키며 중립 축을 이동시킵니다. 높은 전류에서는 후행 브러시 가장자리에 스파크가 발생하고 암페어당 토크가 약간 손실되는 것처럼 보입니다.

자기 회로

회전자 및 고정자 적층은 일반적으로 0.35mm 또는 0.50mm의 무방향성 전기 강철로 적층됩니다. 게이지가 얇아지면 와전류 손실이 줄어들지만 스택 팩터가 낮아지고 킬로그램당 비용이 높아지므로 무료로 개선할 수 있는 경우는 거의 없습니다.

와인딩

구리 충전재, 와이어 게이지 및 엔드 턴 길이는 I²R 손실을 설정합니다. 절연 등급 F 또는 H는 권선이 제한 부분이 되기 전에 사용할 수 있는 열 마진의 양을 설정합니다.

통근

브러시 등급, 스프링 압력, 정류자 편심 및 언더컷 깊이가 스파크를 결정합니다. 대략 0.02mm를 초과하는 런아웃은 일반적으로 고장으로 나타나기 훨씬 전에 브러시 노이즈로 나타나기 때문에 위의 결함은 500시간이 아닌 4,500시간에서 추적 가능했습니다.

전기자 전압 또는 필드 제어: 구매하기 전에 결정하세요

속도 범위는 제어 결정이지만 뼈대 설계를 제한합니다. 기본 속도 이하에서 사용되는 전기자 전압 제어는 컨베이어, 피드 롤 및 포지셔닝 축에 일반적으로 선택되는 대략 일정한 토크와 넓은 턴다운을 제공합니다. 기본 속도 이상으로 사용되는 약계자(Field Weakening)는 거의 일정한 전력을 제공하지만 자속이 떨어지면 정류 마진이 떨어지고 필드 공급 장치는 부하 시 안정적으로 유지되어야 합니다.

20kHz 이상의 PWM 드라이브는 전류 리플과 그에 따른 추가 전기자 가열을 작게 유지합니다. 그 아래에서는 데이터시트 번호가 유지된다고 가정하는 대신 실제 캐리어 주파수에서 브러시 및 코어 손실을 확인하세요. 직렬 권선 모터는 계자와 전기자가 동일한 전류를 공유하기 때문에 동일한 방식으로 계자를 약화시킬 수 없습니다. 직렬 정격 드라이브 또는 저항 제어를 사용하고 속도 조절이 더 부드러워진다는 점을 인정하십시오.

로터 스택을 구축하는 세 가지 방법과 각 비용

절충안은 추상적이지 않습니다. 연동된 스택은 툴링 비용을 절약하지만 노치는 국부적인 포화 및 금속 간 접촉을 생성합니다. 접착제로 결합된 스택은 절연 코팅을 그대로 유지하고 일반적으로 고정 장치 가격과 경화 시간을 고려하여 가장 낮은 코어 손실을 측정합니다. 용접 스택은 그 사이에 위치하며 긴 스택의 기계적 무결성이 몇 와트보다 더 중요할 때 선택됩니다. 인터록 기하학이 결정적인 요소인 경우, 연동 적층 코어 정밀 조립품에서는 도면이 고정되기 전에 검토할 가치가 있습니다.

설계가 아직 열려 있는 경우 로터 및 고정자 라미네이션을 구입하여 도면에 넣는 것이 다이에 적용하기 전에 스택 빌드를 비교하는 가장 빠른 방법입니다.

DC 모터 고정자 및 회전자 적층 맞춤형 고정자 및 회전자 적층은 툴링 확정 전에 설계 단계 스택 비교를 지원하여 자기 손실 및 조립 적합성을 평가하는 데 도움이 됩니다. 제품보기 →

데이터시트에서 찾을 수 없는 손실

데이터시트는 하나의 작동 지점에서 하나의 효율성 수치를 제공합니다. 손실 메커니즘 간의 분할은 전기자가 절반 부하에서 예열되는지 또는 정격의 80%에서 과열되는지를 결정합니다.

정격 부하에서 소형 브러시 DC 모터의 분할을 나타냅니다. 실제 점유율은 자속 밀도, 속도 및 브러시 등급에 따라 이동합니다.

구리 손실은 전류의 제곱에 비례하므로 10% 과부하는 권선에 약 21% 더 많은 열을 추가합니다. 이것이 바로 라벨에 인쇄된 전류에서 브러시 및 권선 오류가 거의 발생하지 않는 이유입니다. 코어 손실은 자속 밀도, 강철 게이지 및 층간 단락 수에 의해 고정됩니다. 이는 긁힌 코팅이 있는 스택이 무부하에서도 가열된다는 것을 의미합니다. 이는 조립된 모터가 뜨거워질 때 유용한 진단입니다.

브러시드 DC 전기자가 여전히 승리하는 곳

Brushed DC는 모든 곳에서 유산이 아닙니다. 2선식 연결, 높은 시동 토크 및 저렴한 드라이브가 정기적인 브러시 유지 관리보다 중요한 경우에 사용됩니다.

시장 조사가 아닌 일반적인 브러시형 DC 전기자 수요를 나타내는 분할입니다.

각 세그먼트는 뼈대에 서로 다른 압력을 가합니다. 자동차 보조 장치는 열 주기 및 진동을 처리하고, 의료 및 이동 장치는 음향 소음 및 정류자 필름 안정성을 처리하고, 전동 공구는 피크 전류를 처리합니다. 하나에 적합한 스택이 강철 등급이나 제작 방법을 변경하지 않고 세 가지 모두에 적합한 경우는 거의 없습니다.

핵심 구매: 허용 오차, 테스트 및 수반되는 위험

구매 위험이 실제로 누적되는 곳은 도면의 상류입니다. 다섯 가지 실패가 우리가 보는 대부분의 분쟁을 설명합니다.

• 강철 등급은 더 높은 손실을 지닌 더 저렴한 무방향성 등급으로 대체되었습니다.
• 스택을 평평하게 하고 라미네이션을 단락시키는 용접 스패터 또는 재압착 인터록.
• 스택을 접착하기 전 대량 취급으로 인한 코팅 손상.
• 단 하나의 치수도 변경하지 않고 코어 손실을 높이는 어닐링되지 않은 재료가 공급됩니다.
• 한 더미 안에 많은 것이 섞여 있으며, 현재 추첨에서는 단위 간 분산으로 나타납니다.

대량 프로그램의 경우, 느슨한 시트가 아닌 완성된 스택을 구입하면 이러한 위험이 공급업체에 전달되고 조립 라인에서 스택 길이의 변화가 제거됩니다.

DC 모터 고정자 및 회전자 코어 어셈블리 완성된 적층 코어 어셈블리는 스택 위험을 공급업체에 전가하고 조립 라인의 스택 길이 변동을 줄임으로써 대량 모터 프로그램에 적합합니다. 제품보기 →

샘플에서 시리즈까지: 유지되는 시퀀스

레이저로 절단한 샘플을 사용하면 금형에 적용하기 전에 강철 등급 변경을 테스트할 수도 있습니다. 더 낮은 코어 손실을 측정하는 0.35mm 등급은 킬로그램당 추가 비용을 정당화할 수도 있고 그렇지 않을 수도 있으며, 스택 시험은 분기가 아닌 일주일 만에 해당 질문에 답합니다.

레이저 절단 고정자 및 회전자 적층 샘플 맞춤형 레이저 절단 라미네이션 샘플은 다이 확정 및 대량 생산 전에 초기 모터 설계 확인 및 강철 등급 시험을 지원합니다. 제품보기 →

샘플 단계를 지나면 라미네이션 및 코어 제조 경로(강재 슬리팅, 스탬핑 또는 레이저 절단, 지정된 경우 어닐링, 인터로크에 의한 적층, 접착제 또는 용접, 최종 검사)를 통해 배송 날짜가 결정되거나 손실됩니다. 첫 번째 구매 주문 이후가 아닌 첫 번째 구매 주문 이전에 공급자와 한 번 그 흐름을 걷는 것이 가치가 있습니다.

유지 관리 및 규정 준수 참고 사항

• 고장이 났을 때가 아니라 예상 마모 수명의 절반이 되었을 때 브러시를 검사하십시오.
• 균일한 초콜릿색 정류자 필름은 건강합니다. 고르지 못한 필름은 오염 또는 잘못된 브러시 등급을 나타냅니다.
• 스프링 압력을 사양대로 유지하십시오. 낮은 압력은 정류자를 유약화하고, 높은 압력은 브러시를 빨리 마모시킵니다.
• 권선 절연체와 호환되는 용제로 청소하십시오. 탄소 먼지가 전도됩니다.
• 층간 녹은 전기 단락과 똑같이 작용하므로 쌓인 코어를 건조하고 포장하여 보관하십시오.

규정 준수 측면에서 자동차 프로그램용 모터 코어는 일반적으로 ISO 14001에 따른 환경 관리와 함께 IATF 16949 품질 시스템, ISO 9001의 일반 산업용 코어, ISO 3834의 용접 프레임 및 베이스 내에 있습니다. 이러한 인증서는 종이보다 중요하며 첫 번째 기사 보고서, 재료 인증서 및 변경 알림이 쫓기지 않고 도착하는 이유입니다.

이 중 어느 것도 뼈대를 복잡하게 만들지 않습니다. 강철 등급, 스택 빌드, 버 제한, 정류자 런아웃 등을 구체적으로 설명합니다. 이 네 가지를 해결하면 4,500시간의 스파크 문제는 더 이상 미스터리가 아닙니다.