هزینه پنهان توسعه موتور چند تامین کننده
مهندسی یک موتور سفارشی برای روباتیک، پیشرانه پهپاد، یا اتوماسیون صنعتی بیش از انتخاب درجه آهنربا یا ضخامت لایه‌برداری را شامل می‌شود. این نیاز به هماهنگی مواد، تلورانس ها، و اهداف عملکرد در چندین تامین کننده دارد - هر کدام برای فرآیند خود بهینه می شوند، نه برای موتور تمام شده.
وقتی تامین‌کننده فولاد سیلیکونی، سازنده آهنربا، خانه مهر زنی لمینیت و کارگاه مونتاژ موتور به طور مستقل کار می‌کنند، نتیجه قابل پیش‌بینی است: انباشته‌های تحمل، انگشت اشاره زمانی که نمونه‌های اولیه ضعیف عمل می‌کنند، و تأخیر در صلاحیت که برنامه‌ها را چندین ماه پیش می‌برد. برای تیم های توسعه که بر روی برنامه های فشرده کار می کنند، سربار هماهنگی یک زنجیره تامین تکه تکه اغلب بزرگتر از خود چالش مهندسی است.
HIMAGNETبر اساس یک فرض متفاوت ساخته شد: زنجیره فنی از مواد خام تا موتور نهایی را در اختیار داشته باشید، بنابراین مشتری به جای چهار شریک با یک شریک مهندسی معامله می کند.
زنجیره کامل فناوری
1. انتخاب فولاد سیلیکونی و مهر زنی لمینیت
هر طراحی موتور با مواد اصلی شروع می شود. انتخاب نوع فولاد سیلیکونی و ضخامت لمینت مستقیماً از دست دادن آهن، چگالی شار اشباع و در نهایت منحنی بازده موتور را تعیین می کند.
HIMAGNET فولاد سیلیکونی را در طیف وسیعی از ضخامت ها - از - منابع و پردازش می کندگریدهای فوق نازک 0.20 میلی متربرای کاربردهای با فرکانس بالا و سرعت بالا (معمولاً در موتورهای پهپادهایی که بالای 20000 دور در دقیقه کار می کنند) تانمرات استاندارد 0.50 میلی متربرای سرووهای صنعتی و طرح های کم سرعت با متراکم گشتاور. محتوای سیلیکون و جهت دانه بر اساس فرکانس کاری موتور و چگالی شار مورد نیاز انتخاب می شوند، نه بر اساس آنچه که در انبار وجود دارد.
مهر زنی لمینیت به نقشه های مشتری انجام می شود. لایه‌بندی‌های استاتور و روتور به‌صورت مجموعه‌های منطبق تولید می‌شوند، و تضمین می‌کنند که هندسه شکاف هوا، هندسه شکاف و ابعاد جیب آهنربا از نظر ابعادی با طراحی مدار مغناطیسی سازگار هستند - به طور مستقل توسط تأمین‌کنندگان جداگانه تحمل نمی‌شوند.
2. ساخت آهنربا NdFeB برای کاربردهای موتور
آهنربا یک جزء خارج از قفسه در یک برنامه موتور سفارشی نیست. هندسه قطعه قوس، جهت مغناطیسی، درجه و پسوند دما همگی باید در مقابل طراحی واقعی روتور مشخص شوند.
HIMAGNET آهنرباهای متخلخل NdFeB را در طیف درجه بندی کامل تولید می کند - ازN35 تا N52برای کاربردهای دمای محیط و ازN35H تا N42UHبرای موتورهایی که دمای روتور بیش از 120 درجه تحت بار است. برای کاربردهای سروو و درایوهای صنعتی، ما معمولاً درجات پسوند SH یا UH را با تأیید Hcj اندازه‌گیری شده در دمای عملیاتی توصیه می‌کنیم، نه تنها در دمای 20 درجه.
آهنرباهای بخش قوس در برابر ابعاد پاکت لایه لایه روتور واقعی از همان برنامه، زمینی می شوند. این شکاف بین "تحمل چاپ آهنربایی" و "تحمل چاپ لمینیت" را که باعث تداخل مونتاژ یا تغییر بیش از حد شکاف هوا در زمانی که آهنرباها و لمینیت ها از تامین کنندگان مختلف می آیند را از بین می برد.
3. مونتاژ روتور و مغناطیس
نصب آهنربا در هسته روتور نیاز به اعمال چسب کنترل شده، موقعیت زاویه ای دقیق، و - برای پیکربندی های نصب شده روی سطح در سرعت های بالا - نوار نگهدارنده دارد. هر یک از این مراحل بر یکنواختی شکاف هوای نهایی تأثیر می گذارد، که مستقیماً موج گشتاور و کیفیت شکل موج برگشتی EMF را تعیین می کند.
HIMAGNET مونتاژ آهنربای روتور را در داخل خانه انجام می دهد، با استفاده از ابزار ثابت ساخته شده در برابر همان هندسه ورقه ورقه مورد استفاده در مهر زنی. مغناطیس پس از مونتاژ با استفاده از وسایل مغناطیسی چند قطبی مطابق با تعداد قطب های روتور انجام می شود و توزیع شار سینوسی ثابتی را در سراسر محیط روتور ایجاد می کند.
4. یکپارچه سازی و اعتبارسنجی موتور
موتور تمام شده - سیم پیچ استاتور یکپارچه با پشته لمینیت، مجموعه روتور نصب شده، یاتاقان ها و محفظه نصب شده - قبل از حمل و نقل در برابر مشخصات عملکرد مشتری آزمایش می شود.
اعتبار سنجی استاندارد شامل اندازه‌گیری EMF بدون بار (برای تأیید کیفیت مغناطیسی و یکنواختی شکاف هوا)، اندازه‌گیری گشتاور دندانه‌دار (برای تأیید اینکه ترکیب شیار-قطب و هندسه آهنربایی مطابق با مشخصات هستند)، و مقاومت سیم‌پیچ و بررسی‌های عایق است. برای کاربردهای سروو و رباتیک دقیق، آزمایش‌های اضافی مانند تأیید گشتاور ثابت و اندازه‌گیری افزایش حرارتی تحت بار در صورت درخواست در دسترس هستند.
سه دامنه کاربردی
5. محرک های مشترک رباتیک
اتصالات ربات مشترک و محرک های ربات انسان نمای بالاترین چگالی گشتاور را در کوچکترین بسته بندی می طلبند. طراحی مدار مغناطیسی برای این کاربردها اولویت داردحداکثر گشتاور در واحد حجم- که به معنی گریدهای پرانرژی NdFeB (N45SH تا N48SH برای دمای معمولی عملکرد اتصال)، حداقل شکاف هوا به دست آمده از طریق لایه‌برداری و ابعاد آهنربایی با تحمل شدید، و طراحی‌های روتور که کسر حجمی آهنربا را در قطر مجاز روتور به حداکثر می‌رساند.
برای طراحی های موتور مفصل IPM (آهنربای دائم داخلی)، هندسه محفظه آهنربا در لایه لایه روتور و سطح مقطع آهنربا به طور مشترک طراحی شده اند. هنگامی که هم لمینت زدن و هم سنگ زنی آهنربایی در یک مرکز و در برابر همان مرجع CAD انجام می شود، تحمل تناسب روی 0.03 ± میلی متر نگه داشته می شود - استانداردی که وقتی لمینیت ها و آهنرباها به طور مستقل تهیه می شوند دشوار است.
6. موتورهای محرکه پهپاد
موتورهای پهپاد و پهپاد در سرعت های چرخشی بالا (10000 تا 40000 دور در دقیقه برای کاربردهای پیشرانه چند روتور) کار می کنند و به بهینه سازی متفاوتی نسبت به موتورهای سروو متراکم گشتاور نیاز دارند. اولویت استنسبت قدرت به وزن و راندمان در قدرت کروزکه به معنای لایه‌های نازک (0.20-0.27 میلی‌متر) برای به حداقل رساندن تلفات جریان گردابی در فرکانس کاری، آهنرباهای قوسی با درجه بالا برای حداکثر شار شکاف هوا، و ساخت روتور سبک وزن است.
در این سرعت ها، حفظ آهنربا یک نیاز ساختاری است، نه فقط یک مونتاژ. نوار نگهدارنده فیبر کربن که در مشخصات پیش تنش صحیح اعمال می شود، آهنرباهای بخش قوس را روی سطح روتور در برابر بارهای گریز از مرکز نگه می دارد و در عین حال شکاف هوای طراحی شده را حفظ می کند. HIMAGNET به عنوان بخشی از فرآیند مونتاژ روتور، نوارهای نگهدارنده را در داخل خود اعمال می کند.
7. برنامه های کاربردی سروو و دایرکت درایو صنعتی
سروو موتورهای صنعتی برای ابزارهای CNC، تجهیزات حمل نیمه هادی و اتوماسیون کارخانه به عملکرد ثابت در چرخه های کاری طولانی و محدوده دمایی گسترده نیاز دارند. مدار مغناطیسی باید حاشیه مغناطیس زدایی کافی را در سراسر پوشش کامل عملیاتی حفظ کند - از جمله شرایط خطا مانند رویدادهای جریان اتصال کوتاه.
برای این برنامه‌ها، HIMAGNET داده‌های منحنی BH را در دماهای چندگانه (معمولاً 20 درجه، 100 درجه و 150 درجه) با هر لات تولید ارائه می‌کند و به درایو و سیستم کنترل اجازه می‌دهد تا تضعیف میدان جبران‌شده با دما و حفاظت از مغناطیس زدایی را اجرا کند. این داده ها از مواد تولید واقعی تولید می شوند، نه از برگه های درجه.
از نمونه اولیه تا تولید
8. برنامه های سفارشی چگونه کار می کنند
برنامه های موتور سفارشی در HIMAGNET یک مسیر توسعه ساختاریافته را دنبال می کند که برای فشرده سازی جدول زمانی بین اولین هدف طراحی و قطعات تولید معتبر طراحی شده است:
- بررسی طراحی: مشتری مشخصات موتور (گشتاور، سرعت، پاکت، دما، چرخه کار) را به اشتراک می گذارد. HIMAGNET طراحی مدار مغناطیسی را بررسی می کند و درجه لایه لایه، درجه آهنربا، هدف شکاف هوا و خطرات احتمالی مغناطیس زدایی را شناسایی می کند.
- ساخت نمونه اولیه: لمینیت ها و مگنت های مقاله اول بر اساس نقشه های مشتری تولید می شوند. مجموعه های روتور و استاتور قبل از مونتاژ موتور ساخته و اندازه گیری می شوند - تأیید ابعاد قبل از آزمایش الکتریکی.
- اعتبار سنجی عملکرد: Back-EMF، cogging، ثابت گشتاور، و مشخصات حرارتی تکمیل شده و بر اساس مشخصات گزارش شده است. تغییرات طراحی - در هندسه شکاف لایه لایه، ابعاد آهنربا، یا درجه - در همان زنجیره تامین بدون صلاحیت مجدد فروشنده جدید تکرار می شود.
- صلاحیت تولید: ابزار تولید و کنترل های فرآیند از نمونه اولیه تایید شده ایجاد می شود. اولین لات تولیدی شامل بازرسی اموال تمام ابعاد و مغناطیسی با اسناد ردیابی است.
یک مورد تکمیل شده: موتور سفارشی قاب کوچک برای یک کاربرد صنعتی
در یک برنامه اخیر برای یک مشتری صنعتی (هویت توسط NDA مخفی شده است)، HIMAGNET یک موتور سفارشی کامل را با ورقه های فولادی سیلیکونی غیر جهت دار، آهنرباهای قطعه قوس زمینی NdFeB در درجه N42SH، مونتاژ روتور داخلی با اتصال و نگهداری اپوکسی و مونتاژ کامل موتور با تایید عملکرد ارائه کرد. این برنامه از بررسی طراحی به اولین مقالات معتبر تبدیل شدهشت هفته- یک جدول زمانی که رویکرد چند تامین کننده قبلی مشتری در دو چرخه توسعه قبلی نتوانسته بود به آن دست یابد.
موتور دارای مشخصات ثابت گشتاور در 2% و گشتاور گیره در محدوده تحمل 5% مشتری در اولین نمونه اولیه بود - نتیجه ای که بدون کنترل هماهنگ هندسه لایه لایه و هندسه آهنربا در یک مرکز به سختی می توان به دست آورد.
با HIMAGNET کار کنید
اگر برنامه توسعه موتور شما شامل هندسه لمینیت سفارشی، ابعاد آهنربای سفارشی، یا هر دو باشد - و اگر هماهنگی زنجیره تامین در برنامه‌های قبلی یک گلوگاه بوده است - ما آماده هستیم تا دامنه کامل را بپذیریم.
مشخصات موتور خود را به اشتراک بگذارید: گشتاور و سرعت هدف، قطر روتور، محدوده دمای کارکرد، محیط کاربردی و حجم سالانه. ما الزامات مدار مغناطیسی را بررسی خواهیم کرد و با ارزیابی فنی و جدول زمانی توسعه پاسخ خواهیم داد.
