Mühendisler yeni bir makine tasarımına servo motorlar dâhil ederken genelde zorluklarla karşılaşırlar; örneğin geleneksel muhafazalı motor ile gövdesiz bir tasarım arasında seçim yapmaları gerekir. Şimdi bir gövdesiz motorun bileşenlerine bakalım ve gövdesiz bir motorun makineniz için en iyi çözüm olduğunu gösteren üç önemli tasarım hususunu gözden geçirelim.
Bir gövdesiz motor geleneksel motorda olduğu gibi bir aktif tork ve hız üretim elemanıdır ancak şaftı, yatakları, muhafazası, geri beslemesi ya da uç çanları yoktur. Gövdesiz motor iki parçadan oluşur; rotor ve stator. Rotor genellikle, doğrudan makine şaftına monte edilen, sabit mıknatıslı dönen bir çelik halka tertibatından oluşan iç kısımdır. Dıştaki parça olan stator, elektromanyetik kuvvet üreten bakır sargılarla sarılmış dişli çelik laminasyonlar içerir. Stator makine muhafazasının gövdesine kompakt bir şekilde bağlanır.
Bir Makinenin Gövdesiz Motora İhtiyacı Olduğunu Gösteren Üç Tasarım Hususu:Muhafazalı motor ile gövdesiz motor arasında seçim yaparken bir mühendisin düşünmesi gereken bazı önemli sorular: Makinenin daha küçük olması gerekiyor mu? Güvenilir olmayan mekanik bileşenler kaldırılmalı mı? Makine daha yüksek bir verim oranında mı çalışmalı? Makine yüksek sıcaklıklara ya da kostik koşullara sahip zorlu ortamlarda mı çalışıyor? Bu soruların herhangi birinin yanıtı evet ise bir gövdesiz motor yaklaşımı kullanılmalıdır. Bir makinenin gövdesiz motora ihtiyacı olduğunu gösteren üç tasarım hususu:
1. Makinenin daha küçük bir ayak izine ihtiyaç duyması.
Özellikle zemin alanı kritik ise makine boyutu bir avantaj olabilir. Bir gövdesiz motoru makine yapısına dahil etmek alan kullanımını iyileştirme yönünde mükemmel bir adımdır. Motor tarafından kullanılan alanın en aza indirilmesine ek olarak, doğrudan tahrikli uygulamalar için uygun gövdesiz motor tasarımlarından yararlanıldığında dişli kutularının ya da kayışların ve kasnakların da ortadan kaldırılmasıyla ilave alan tasarrufu sağlanabilir.
2. Gelişmiş makine performansının gerekli olması.
Gövdesiz motor elemanlarının makineye dâhil edilmesi, kaplinler ya da kayışlar gibi uyum gerektiren mekanik elemanların kaldırılmasıyla performansı artırır. Doğrudan tahrikli çözümler sistemde uyum gerektiren elemanların minimum olması nedeniyle daha sağlam performans sunar. Bir mekanik sistemdeki her bir bağlantı (kaplinler, kayışlar, dişliler vb.) sistemin bant genişliğini azaltan uyum gerektiren elemanları sisteme dâhil eder. Düşen bant genişliği de daha uzun hareket ve yerleşme süreleri ve daha düşük üretkenliğe yol açar. Entegre motorlar ayrıca dinamik yanıtı ve sistem verimliliğini de artırır ve kullanılabilir sürekli torku büyük ölçüde artıran sıvı soğutma ekleme kabiliyetini basitleştirir.
3. Makinenin zorlu ortam koşullarında çalışması.
Zorlu ortamlarda çalışması gereken makinelerde entegre motor tasarımlarından yararlanılabilir. Makinenin zaten bu ortamlara dayanması gereken muhafazaları ve kabinleri, önemli maliyet etkileri olmadan bir gövdesiz motoru entegre etmek için kullanılabilir. Gövdesiz motorlar ayrıca, ortamdan olumsuz yönde etkilenmemelerini sağlamak için motor bileşenlerinin doğrudan makine elemanları içinde kullanılması özgürlüğünü de sunar. Zorlu ortam koşulları arasında kostik kimyasallarla (IP69K) yüksek basınçlı yıkama döngüleri, yüksek ortam sıcaklıkları ve hatta radyasyon ve vakum ortamları yer alabilir. Uygulama örnekleri arasında ekipmanın katı yıkama koşulları gerektirdiği gıda işleme makineleri ya da yüksek ortam sıcaklıklarına sahip gaz türbini aktüatörleri yer alır.
Özetle gövdesiz motorlar alandan tasarruf sağlayabilir, parça sayısını azaltabilir ve sistem performansını geliştirebilir. Alandan tasarruf, daha küçük makine ayak izi sağlar ve değerli tesis alanından kazandırır. Mekanik bileşenlerin azaltılması doğal olarak genel makine güvenilirliğini artırır. Makine performansının artırılması daha yüksek verim sağlar ve makinenin genel verimliliğini artırır. Kollmorgen KBM Serisi gibi gövdesiz motorlar, makine tasarımcılarının karşılaştığı bu üç zorlukla kolaylıkla baş edebilir.
Kollmorgen, doğru gövdesiz motorun boyutlandırılmasında ve seçiminde yardımcı olan Gövdesiz Performans Eğrisi Oluşturucusu da dâhil çok çeşitli tasarım araçları sunmaktadır. Etkileşimli araçlar motor sarımlarının kullanılabilir voltaj, akım ve ortam sıcaklıklarına göre optimizasyonunu sağlayan girdiler sunar.
