HONPINE JM Drehmomentmotor ohne Rahmen der vierten Generation: 30 % höhere Drehmomentdichte und 10 % niedrigere Betriebstemperatur

Der rahmenlose Drehmomentmotor von HONPINE hat kürzlich erfolgreich Anwendungstests in einem chirurgischen Roboter absolviert und dabei eine hervorragende elektromagnetische Leistung und Bewegungsstabilität gezeigt. Während der Tests erreichte der Motor eine Drehmomentwelligkeit von weniger als 1 % und lag damit deutlich unter dem häufig als Richtwert herangezogenen Zielwert von 2 % für Motoren in chirurgischen Robotern. Übermäßige Drehmomentschwankungen können Vibrationen verursachen und präzise chirurgische Eingriffe beeinträchtigen.

Eine geringe Drehmomentwelligkeit ist für chirurgische Roboter entscheidend, da sie unerwünschte Vibrationen reduziert, die Bewegungsruhe verbessert und eine gleichmäßige Wiedergabe präziser chirurgischer Bewegungen gewährleistet.

Wie erreicht der rahmenlose Drehmomentmotor HONPINE JM der vierten Generation also einen ruhigeren Betrieb bei niedrigen Drehzahlen, geringere Eisenverluste bei hohen Drehzahlen und eine insgesamt verbesserte Wärmeleistung?

In diesem Artikel beleuchten wir die wichtigsten technologischen Verbesserungen bei der elektromagnetischen Auslegung, der Materialauswahl und den Wicklungsverfahren.

1. Was sind die wichtigsten technologischen Verbesserungen des rahmenlosen Drehmomentmotors HONPINE JM der vierten Generation?

Der rahmenlose Drehmomentmotor HONPINE JM der vierten Generation wurde in vier wichtigen Bereichen umfassend verbessert: Magnetkreisauslegung, Pol-Nut-Kombination, Materialauswahl und Wicklungstechnik.

Diese Optimierungen verbessern die Effizienz der elektromagnetischen Energieumwandlung, erhöhen die Drehmomentdichte, reduzieren Leistungsverluste und begrenzen den Temperaturanstieg. So wird ein stabiler und effizienter Betrieb unter unterschiedlichsten Betriebsbedingungen ermöglicht.

Optimierte elektromagnetische Auslegung

Dank einer optimierten Pol-Nut-Kombination erreicht der Motor einen höheren Wicklungsfaktor, wodurch die elektromagnetische Ausnutzung und das Drehmoment verbessert werden.

Der Motor verfügt zudem über einen Stator mit großer Bohrung und einen Rotor mit großem Innendurchmesser. Diese Konfiguration verbindet eine hohe Drehmomentdichte mit einer leichten Bauweise und ermöglicht zugleich eine flexiblere Integration in kompakte Geräte.

Darüber hinaus hat HONPINE den magnetischen Luftspalt sowie die topologische Geometrie von Stator und Rotor optimiert. Dadurch wird das Rastmoment auf etwa 1 % des Nenndrehmoments reduziert, was dazu beiträgt, Drehmomentschwankungen bei niedrigen Drehzahlen zu minimieren.

Auch die harmonische Verzerrung der Gegen-EMK wird auf höchstens 1 % begrenzt, wodurch die elektromagnetische Gleichmäßigkeit und die Bewegungsruhe weiter verbessert werden.

2. Wie erreicht der Motor eine Senkung der Betriebstemperatur um 10 %?

Das Wärmemanagement ist bei rahmenlosen Drehmomentmotoren ein entscheidender Faktor. Dies gilt insbesondere für kompakte Roboterachsen und Präzisionsgeräte, bei denen der Einbauraum begrenzt und die Wärmeableitung anspruchsvoll ist.

Der Motor HONPINE JM der vierten Generation senkt die Betriebstemperatur durch Optimierungen an Kernmaterialien, Permanentmagneten, Isoliersystemen und Wicklungsverfahren.

Elektroblech hoher Güte für geringere Eisenverluste

Stator und Rotor bestehen aus 0,2 mm dickem, hochwertigem nicht kornorientiertem Elektroblech. Die dünneren Bleche tragen zur Verringerung der Wirbelstromverluste bei, während die magnetischen Eigenschaften des Materials unter vergleichbaren Betriebsbedingungen eine höhere magnetische Flussdichte ermöglichen.

So kann der Motor eine höhere elektromagnetische Leistung bei geringeren Eisenverlusten liefern, insbesondere im Betrieb mit hohen Drehzahlen.

Hochleistungs-Permanentmagnete für anspruchsvolle Betriebsbedingungen

Der Motor verwendet Permanentmagnete der hochwertigen UH-Serie mit hoher Remanenz, hoher Koerzitivfeldstärke und ausgezeichneter Temperaturbeständigkeit.

Diese Eigenschaften tragen dazu bei, die magnetische Leistung auch bei hohen Temperaturen aufrechtzuerhalten und das Risiko einer irreversiblen Entmagnetisierung zu verringern.

Um dem begrenzten Einbauraum rahmenloser Motoren Rechnung zu tragen, hat HONPINE außerdem die Abmessungen der Magnete und die Anordnung des Magnetkreises optimiert. Die kompakte Auslegung gewährleistet eine effiziente Leistungsabgabe auch bei hohen Drehzahlen, hohem Drehmoment und hoher Überlast.

Hochtemperatur-Isoliermaterialien für langfristige Zuverlässigkeit

Das Isoliersystem erfüllt die Anforderungen der Isolierstoffklasse F oder höher und ist für Temperaturen über 150 °C ausgelegt.

Wichtige Komponenten wie Permanentmagnete, Lackdrähte, Isolierkörper und Imprägniermaterialien werden für eine Temperaturbeständigkeit von bis zu 180 °C ausgewählt.

Diese Materialspezifikationen unterstützen den langfristigen Betrieb unter anspruchsvollen thermischen Bedingungen und tragen dazu bei, die Anforderungen an den Dauerbetrieb von Robotersystemen zu erfüllen.

Fortschrittliche Wicklungstechnik für geringere Kupferverluste

Der Motor HONPINE JM der vierten Generation nutzt ein automatisiertes, kontinuierliches Mehrnut-Wicklungsverfahren und erreicht damit einen Nutfüllfaktor von bis zu 80 %.

Ein höherer Nutfüllfaktor verringert den Wicklungswiderstand und die Kupferverluste bei vergleichbaren Drehmomentbedingungen. Dadurch lässt sich der Temperaturanstieg begrenzen und zugleich die Überlastfähigkeit verbessern.

Das automatisierte Wicklungsverfahren reduziert außerdem die Anzahl der Lötstellen und trägt so zu einer höheren Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindungen und einer gleichmäßigeren Motorleistung bei.

Durch die Kombination aus elektromagnetischer Optimierung, fortschrittlichen Materialien und automatisierten Fertigungsprozessen bietet HONPINE einen rahmenlosen Drehmomentmotor für Hochleistungs-Roboteranwendungen, darunter humanoide Roboter, chirurgische Roboter und Präzisionsautomatisierungsgeräte.

3. Mehrere Modelle und flexible Konfigurationsoptionen

Um den unterschiedlichen Drehmoment- und Drehzahlanforderungen von Roboterachsen und Präzisionsbewegungssystemen gerecht zu werden, bietet HONPINE eine Reihe rahmenloser Drehmomentmotoren mit verschiedenen Drehzahlkonfigurationen an.

Das Standardproduktprogramm umfasst Motoren mit Außendurchmessern von 38 mm bis 140 mm. Konfigurationen für hohe, mittlere und niedrige Drehzahlen sind verfügbar.

Der Drehmomentbereich liegt je nach Modell und Betriebsbedingungen bei etwa 3 Nm bis 13 Nm.

Optional sind Hall-Sensoren und Temperatursensoren erhältlich. So können Kunden je nach Anwendungsanforderungen geeignete Lösungen für die Rückmeldung und Temperaturüberwachung auswählen.

Dank dieser Konfigurationsoptionen eignet sich der rahmenlose Drehmomentmotor HONPINE JM für die Integration in Roboterachsen, chirurgische Robotersysteme, Präzisionspositioniergeräte und andere kompakte Direktantriebsanwendungen.

4. Rah­menloser Drehmomentmotor JM der zweiten und vierten Generation im Vergleich: Was hat sich geändert?

Um die Leistungsverbesserungen besser nachvollziehen zu können, vergleichen wir die rahmenlosen Drehmomentmotoren HONPINE JM der zweiten und vierten Generation am Beispiel eines Motors mit 38 mm Außendurchmesser und 6 mm Eisenkernlänge.

Leistungsvergleich der Motoren JM der zweiten und vierten Generation

Der Vergleich zeigt die durch die Optimierung der elektromagnetischen Auslegung, die Verbesserung der Materialien und die Optimierung der Fertigungsprozesse erzielten Fortschritte.

Hinweis: Fügen Sie verifizierte Prüfdaten beider Generationen in die Vergleichstabelle ein. Stellen Sie sicher, dass Drehmoment, Drehzahl, Temperaturanstieg und weitere Leistungsparameter unter gleichwertigen Prüfbedingungen gemessen wurden.

5. Automatisierte Fertigung für gleichbleibende Motorqualität

Die Serie rahmenloser Drehmomentmotoren von HONPINE wird inzwischen automatisiert in Serie gefertigt.

Die automatisierte Fertigung trägt dazu bei, eine stabile Produktionskapazität sicherzustellen und gleichzeitig Maßtoleranzen und Fertigungsgenauigkeit streng zu kontrollieren.

Zusammen mit optimierten Produktionsabläufen und Qualitätsprüfverfahren unterstützt dies eine gleichbleibende Produktleistung und zuverlässige Fertigung und hilft Kunden, Risiken bei der Komponentenauswahl und Integration zu verringern.

Da die Nachfrage nach leistungsstarker Bewegungssteuerung in der Robotik, Medizintechnik und Präzisionsautomatisierung weiter wächst, setzt HONPINE seine Arbeit an der Weiterentwicklung der Technologie für rahmenlose Drehmomentmotoren fort.

Suchen Sie einen rahmenlosen Motor mit hoher Drehmomentdichte für Ihre Anwendung?

Wenden Sie sich an HONPINE, um die aktuellen technischen Daten und Produktinformationen zum rahmenlosen Drehmomentmotor JM der vierten Generation anzufordern.