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Wie funktioniert ein gehäuseloser Motor?

Gehäuselose Motoren fungieren wie alle Servomotoren als Teil eines kompletten Servosystems. Ein oder mehrere Rückführsysteme – wie ein Inkremental- oder Absolut-Encoder, ein Hall-Effekt-Sensor oder ein Resolver – senden Informationen über die Rotorposition an einen Antriebsverstärker, der wiederum die Rotorposition und -drehzahl über eine Reihe von eingebetteten Regelkreisen kontinuierlich an die Anforderungen der Anwendung anpasst.

Anders als Standard-Servomotoren werden gehäuselose Motoren als Bausatz geliefert, der nur aus einem Stator mit Kupferwicklungen und einem Rotor mit Seltenerdmagneten besteht, die auf einer Nabe montiert sind. Hierbei handelt es sich also um einen Standardmotor abzüglich Gehäuse, Welle, Lager, Rückführsystem und Kabelanschlüssen und allen sonstigen Bestandteilen mit Ausnahme des Stators und Rotors, die direkt für die Erzeugung des Antriebs zuständig sind. Diese werden in ein Gehäuse, Lager und andere Komponenten nach Wahl des Ingenieurs integriert.

Der minimalistische Formfaktor eines gehäuselosen Motors bietet mehrere Vorteile für bestimmte Anwendungsfälle. Das Gehäuse kann beispielsweise als Teil der Maschinenstruktur konstruiert werden und so überlegenen Schutz vor widrigen Umgebungsbedingungen bieten. Und durch die Beseitigung redundanter Komponenten weisen gehäuselose Motoren ein überaus kompaktes und leichtes Anwendungsdesign auf – entweder mit Direktantrieb oder durch Integration hochkompakter und präziser Getriebemechanismen.

Mit einem Experten sprechen Auswahlübersicht für gehäuselose Motoren

Gehäuselose 2G-Motoren der TBM-Serie von Kollmorgen
Kollmorgen KBM gehäuseloser Motor

Eigenschaften eines gehäuselosen Motors

Gehäuselose Motoren bieten zahlreiche Vorteile für Anwendungsfälle, bei denen eine Optimierung mit einem Servomotor mit Gehäuse nicht möglich ist:

Kompakter und leichter Formfaktor. Bei gehäuselosen Motoren entfallen überflüssige Komponenten, und die Ingenieure können Gehäuse, Lager, Welle, Kupplungen und andere Elemente direkt in ein außergewöhnlich kompaktes Anwendungsdesign integrieren.

Präzise Leistung. Gehäuselose Motoren können die Last direkt antreiben. Dabei sind keine Getriebekomponenten erforderlich. Wenn eine Untersetzung erforderlich ist, können sie direkt mit kompakten, spielarmen oder spielfreien Planeten-, Well- oder Zykloidgetrieben kombiniert werden. In jedem Fall reagieren die gehäuselosen Motoren sofort auf wechselnde Geschwindigkeits- und Positionsanforderungen des Antriebs und liefern eine unübertroffene Drehmomentdichte.

Umweltbeständigkeit. Gehäuselose Motoren sind direkt in die Anwendung eingebettet. Dies bietet umfassenden Schutz vor aggressiven Reinigungsflüssigkeiten, Witterunseinflüssen und anderen Umweltrisiken und ermöglicht die Unterwasseranwendung. Bei hohen Temperaturen sorgt die Maschinenstruktur eine effektive Wärmeableitung. Unsere TBM2G-Motoren arbeiten effizient bei einem außergewöhnlich niedrigen Temperaturanstieg.

Designfreiheit. Gehäuselose Motoren sind sowohl als Regelmotoren (kurze Axiallänge im Verhältnis zum Durchmesser) als auch als Servomotoren (längere axiale Länge) und in einer Vielzahl von Durchmessern, Baulängen und Wicklungsvarianten erhältlich. Regelmotoren nutzen die D2L-Regel, um maximale Drehmomentdichte zu liefern. Bei allen Modellen entfallen die Einschränkungen der Konstruktion, die durch das Gehäuse, die Welle, den Stecker und die Montagekonfiguration eines Standard-Servomotors entstehen.

Motorauswahl und -dimensionierung.Nutzen Sie die Online-Design-Tools von Kollmorgen, um die optimalen Eigenschaften in Bezug auf Passform und Leistung zu bestimmen.

Gehäuselose Motoren von Kollmorgen

Wofür werden gehäuselose Motoren verwendet?

Anwendungsmöglichkeiten von gehäuselosen bürstenlosen Gleichstrommotoren umfassen:

Robotik und industrielle Automatisierung. Gehäuselose Motoren ermöglichen die kompaktesten und leistungsstärksten Robotergelenke, die die Geschicklichkeit, Vielseitigkeit und Effizienz von chirurgischen Robotern, humanoiden Robotern und Exoskeletten, industriellen Cobots und mehr verbessern.

Kontrollaktuatorsysteme. Gehäuselose Motoren bieten ein optimales Drehmoment und eine optimale Drehzahl und passen dabei in einen extrem kleinen Bauraum. Und trotz der Erschütterungen, Vibrationen und Temperaturen, denen sie im Flug ausgesetzt sind, arbeiten sie absolut zuverlässig.

Kompaktrotoraktuatoren. Gehäuselose Motoren unterstützen die kompaktesten und leistungsstärksten Aktuatorausführungen und ermöglichen die engstmögliche Bewegungsintegration, unabhängig davon, ob sie die Last direkt oder über ein kompaktes Well-, Planeten- oder Zykloidgetriebe antreiben.

Unterwasserfahrzeuge und Roboter. Zum Antrieb von kompakten Unterwasserantriebssystemen können rahmenlose Motoren in einem öl- oder gasgefüllten Druckbehälter versiegelt werden, um einen zuverlässigen Schutz gegen Unterwasserdruck oder gefährliche Flüssigkeiten zu gewährleisten.

Hochvakuum- und Hochstrahlungsumgebungen. Für Anwendungen wie Raumfahrzeuge, Halbleiterverarbeitung und strahlungsproduzierende medizinische Geräte können rahmenlose Motoren oft mit Materialien modifiziert werden, die Ausgasungen und vorzeitiger Zersetzung widerstehen.

Herstellung und Verpackung von Lebensmitteln und Getränken. Bei hygienischen Anwendungen kann ein rahmenloser Motor so eingebettet werden, dass keine Reinigungsflüssigkeiten mit dem Motor in Berührung kommen können.

Gehäuselose Motoren eignen sich auch hervorragend für viele andere Branchen und Anwendungen. Gemeinsam mit Ihnen besprechen wir Ihre spezifischen Anforderungen und finden die beste Lösung.

Industrielösungen

Gehäuselose Motoren von Kollmorgen – Anwendung

Vergleich von gehäuselosen Motoren mit anderen Motortechnologien

Unterschied zwischen gehäuselosen Motoren und Motoren mit Gehäuse. Gehäuselose Motorbausätze umfassen einen Motor und einen Rotor. Sie kommen ohne Gehäuse, Endkappen, Lager, Rotorwelle und Kabelanschlüsse aus. Stattdessen sind diese Elemente in das Anwendungsdesign integriert.

Unterschied zwischen gehäuselosen Motoren und Servomotoren. Ein gehäuseloser Motor ist eine Art von Servomotor. Die Wahl liegt zwischen einem Servomotor mit Gehäuse oder einem gehäuselosen bürstenlosen Gleichstrommotor.

Unterschiede zwischen gehäuselosen Motoren (oder Servomotoren mit Gehäuse) und Schrittmotoren. Anstelle der bei Servomotoren verwendeten Rückkopplungsschleifen bewegen sich Schrittmotoren in einer festgelegten Anzahl von Schritten pro Umdrehung, die durch diskrete Impulse vom Schrittmotor angesteuert werden. Je nach Anwendungsbereich kann dies Vor- und Nachteile haben. Weitere Informationen.

Unterschiede zwischen gehäuselosen Motoren (oder Servomotoren mit Gehäuse) und Asynchronmotoren. In der Vergangenheit wurden Asynchronmotoren hauptsächlich für Anwendungen eingesetzt, bei denen nur eine einzige Geschwindigkeit erforderlich war, wie z. B. bei Förderanlagen. Moderne Asynchronmotoren und -antriebe können zwar über eine Rückführung verfügen, sind aber für hochdynamische Anwendungen, die eine sehr genaue Positionierung erfordern, im Allgemeinen nicht die beste Wahl.

Vorteile und Nachteile von gehäuselosen Motoren. Gehäuselose Motoren eignen sich hervorragend für Anwendungen, bei denen ein Servomotor mit Gehäuse Einschränkungen in Bezug auf Größe und Gewicht, Konfiguration, Präzision oder Umweltverträglichkeit bedeuten würde. Diese Aspekte können bei der Anwendungsentwicklung berücksichtigt werden. Kosten für das Anwendungsdesign und Prototyping sind dadurch möglicherweise zwar höher, allerdings kann so das höchste Maß an Kompaktheit, Leistung, Präzision und Zuverlässigkeit erzielt werden.

Produkte von Kollmorgen

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