4 極の設計は、2 極の同等の設計よりも堅牢ですが、同じスペースと重量を占有することができます。maxon UK の Greg Dutfield が説明します。
4 極モーターは、航空宇宙から坑井掘削制御に至るまでの用途にマイクロ DC モーターを選択するのに有利です。4 極の設計は、2 極の同等の設計よりも堅牢ですが、同じスペースと重量を占有することができます。maxon UK の Greg Dutfield が説明します。
軽量かつコンパクトでありながら高トルクが必要な DC モーターには、4 極モーターが最適な選択となる場合があります。4 極モーターは 2 極モーターと同じ設置面積を必要としますが、より多くのトルクを生成できます。4 極モーターは、同等のサイズの 2 極モーターよりも強力であることに注意することが重要です。これは、負荷がかかったときに速度をより正確に維持することを意味します。
極数は、モーター内の永久磁石のペアの数を指します。2 極モーターには、N と S が対向する一対の磁石があります。電流が極のペアの間に適用されると、磁場が生成され、ローターが回転します。モーター構成も、2 対の極を含む 4 極から、最大 12 極を含む多極設計まで多岐にわたります。
極数はモーターの速度とトルク特性に影響を与えるため、モーター設計の重要な要素です。極数が少ないほど、モーターの速度は高くなります。これは、ローターの各機械的回転が、各極対の磁界サイクルの完了に依存するためです。モーターに搭載される永久磁石のペアが多いほど、より多くの励磁サイクルが必要になります。これは、ローターが 360° 回転を完了するのにかかる時間が長くなることを意味します。速度は固定周波数の極ペアの数で除算されるため、2 極モーターが 10,000 rpm、4 極モーターは 5000 rpm、6 極モーターは 3300 rpm で動作すると仮定します。 。。
モーターが大きいほど、極数に関係なく、より多くのトルクを生成できます。ただし、極数を増やすと、同じサイズのモーターよりも大きなトルクを生成できます。4 極モーターの場合、そのトルクは、2 対の永久磁石極のためにより多くのスペースを残してより薄い磁気リターンパスを備えたコンパクトな設計によって大幅に増加します。また、マクソンモーターの場合は、特許取得済みのより厚い編組巻線により、トルクが大幅に向上します。
4 極モーターは 2 極設計と同じ設置面積を占める可能性がありますが、極数が 6 から 12 にさらに増加すると、フレームのサイズと重量もそれに比例して増加する必要があることに注意してください。追加の銅ケーブルを収容します。、鉄や磁石は必要ありません。
通常、モーターの強度は速度とトルクの勾配によって決まります。つまり、より強力なモーターは、負荷がかかったときに速度をよりしっかりと維持できることを意味します。速度とトルクの勾配は、負荷 1 mNm あたりの速度の減少によって測定されます。数値が低く、勾配が穏やかであるほど、エンジンが負荷時に速度を維持できることを意味します。
より強力なモーターは、より多くの巻線や製造プロセスでの最適な材料の使用など、より高いトルクの達成にも役立つ同じ設計機能のおかげで可能になります。したがって、4 極モーターは同じサイズの 2 極モーターよりも信頼性が高くなります。
たとえば、直径 22 mm の 4 極マクソン モーターの速度勾配とトルク勾配は 19.4 rpm/mNm です。これは、1 mNm が適用されるたびに 19.4 rpm しか失われないことを意味しますが、直径 22 mm の 2 極マクソン モーターは、同じサイズの速度とトルク勾配は 110 rpm です。/mNm 。すべてのモーターメーカーがマクソンの設計および材料要件を満たしているわけではないため、代替ブランドの 2 極モーターの速度とトルク勾配が高く、モーターが弱いことを示す場合があります。
航空宇宙用途では、4 極モーターの強度と軽量化のメリットが得られます。これらの特性は、2 極モーターが提供できるよりも多くのトルクを必要とすることが多いにもかかわらず、軽量でサイズが小さい手持ち式電動工具にも必要です。
4極モーターの性能も移動ロボットメーカーにとって重要です。車輪付きロボットや無限軌道ロボットは、石油やガスのパイプラインを検査したり、地震の犠牲者を捜索したりする際に、でこぼこした地形、障害物、急な坂道を乗り越えなければなりません。4 極モーターは、これらの負荷を克服するために必要なトルクとパワーを提供し、モバイル ロボット メーカーがコンパクトで軽量な設計を構築できるようにします。
サイズが小さいことと、低速およびトルク勾配が低いことも、石油およびガス産業で適切に制御するために重要です。この用途では、コンパクトな 2 極モータでは十分な出力が得られず、多極モータではビット検査スペースに対して大きすぎるため、Maxon は 32mm 4 極モータを開発しました。
4 極モーターに適したアプリケーションの多くは、極端な環境や、高温、高圧、振動での動作能力が必要な条件で発生します。たとえば、坑井制御モーターは 200°C を超える温度でも動作する可能性がありますが、自律型潜水機 (AUV) に取り付けられたモーターは加圧された油で満たされたタンクに収容されています。熱放散を改善するためのスリーブや技術などの追加の設計機能により、コンパクトな 4 極モーターは、長期間にわたる極端な動作条件に耐えることができます。
モーターの仕様は基本ですが、アプリケーションを最適化するには、ギアボックス、エンコーダー、ドライブ、制御装置を含む駆動システム全体の設計を考慮する必要があります。モーター仕様に関するコンサルティングに加えて、マクソンのエンジニアはOEM開発チームと協力してアプリケーション固有の完全なドライブシステムを開発することもできます。
maxon は、高精度のブラシ付きおよびブラシレス DC サーボ モーターおよびドライブの大手サプライヤーです。これらのモーターのサイズは 4mm ～ 90mm で、最大 500W まで使用できます。当社は、モーター、ギア、DC モーター制御を高精度のインテリジェント ドライブ システムに統合し、お客様のアプリケーションの特定のニーズを満たすようにカスタマイズできます。
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