隨著技術(shù)成熟度的增加,空心杯電機(jī)憑借性能優(yōu)越,廣泛應(yīng)用于民用領(lǐng)域,包括工廠自動(dòng)化、機(jī)器人、醫(yī)療技術(shù)等。
在機(jī)器人領(lǐng)域,靈巧手空間狹小,需要配備小型化且控制精度高的電機(jī)。
空心杯電機(jī)是機(jī)器人靈巧手關(guān)鍵零部件,其主要優(yōu)點(diǎn)包括啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩低、轉(zhuǎn)子與定子間無(wú)徑向作用力、速度曲線平滑,噪音小、峰值轉(zhuǎn)矩高、散熱效果好等。
人形機(jī)器人中主要采用舵機(jī)、空心杯電機(jī)等,舵機(jī)可應(yīng)用于機(jī)器人手以外的部分,空心杯電機(jī)可應(yīng)用于機(jī)器人手部。根據(jù)靈活程度的需求,常規(guī)單手搭載六件,即每個(gè)手指一顆/拇指兩顆,單臺(tái)人形機(jī)器人,預(yù)計(jì)搭載12件空心杯電機(jī)。
空心杯電機(jī)的靈魂所在:轉(zhuǎn)子電樞只有繞組沒(méi)有電樞鐵芯。
如果給空心杯電機(jī)歸類(lèi)的話,空心杯電機(jī)是一臺(tái)不安分守己的直流電機(jī),它:
是一臺(tái)直流電機(jī);是一臺(tái)有刷直流電機(jī);是一臺(tái)轉(zhuǎn)子只有繞組無(wú)鐵芯的有刷直流電機(jī);
有些專(zhuān)家根據(jù)將結(jié)構(gòu)形式上類(lèi)似空心杯的無(wú)槽無(wú)刷直流電機(jī)也成為空心杯電機(jī),這樣稱(chēng)呼會(huì)產(chǎn)生很大的誤解,兩者從工作原理上存在著本質(zhì)區(qū)別。
空心杯電機(jī)屬于有刷直流電機(jī);
空心杯繞組無(wú)刷直流電機(jī)屬于永磁同步電機(jī);
大家要注意區(qū)分,為了避免歧義建議大家不要將后者成為空心杯電機(jī)。從另外一個(gè)角度來(lái)看空心杯的小慣量和高響應(yīng)在無(wú)槽無(wú)刷直流電機(jī)身上也無(wú)法得到充分的體現(xiàn),那在稱(chēng)為空心杯電機(jī)有什么意義呢?
空心杯電機(jī)最大的優(yōu)點(diǎn)當(dāng)然是空杯,由此給這種電機(jī)帶來(lái)了其他電機(jī)無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì):
轉(zhuǎn)子空心結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量極??;機(jī)械時(shí)間常數(shù)可以做到ms級(jí)鐵損小,效率高;永磁體放在杯內(nèi),結(jié)構(gòu)緊湊、功率密度高;但是空心杯結(jié)構(gòu)的空心繞組不得不做成懸臂結(jié)構(gòu),這樣就會(huì)帶來(lái)繞組結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低、功率無(wú)法做大、制造水平要求高、價(jià)格稍貴的問(wèn)題。但是這些問(wèn)題對(duì)于高要求的特殊應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)說(shuō)都不成問(wèn)題。