輸出模塊 1794-OF8IH 原裝未拆

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獨特的空心杯形線圈結構使電機性能得到極大改善。這種新式結構由于沒有沖片齒槽結 構和鐵芯，減少了電機運行時的磁阻力矩，從而降低輸出轉矩波動。空心杯電機從根本 上消除了鐵芯渦流效應帶來的損耗，進而減少了電機運行時的能量損耗，同時減輕了電 機的重量，性能得到了極大的改善。 空心杯電機相對傳統直流電機具有功率密度高、能量轉化效率高、響應快，運行平穩等 特點。

（1）無鐵損與輕質量使空心杯電機能量轉化效率較高，節能效果良好。 無鐵損：鐵損指的是永磁直流電機中的鐵芯，因磁體受變動磁場影響，微電機鐵芯中損 耗的部分能量，損耗能量會以熱能的方式散失或以噪音的方式散失，主要包括內部磁場 變化感應出循環電流所導致的渦流損耗、磁疇膨脹收縮導致的磁滯損耗和異常損耗（渦 流損耗和磁滯損耗之外的損耗）三種類型。 空心杯電機采用無鐵芯結構，幾乎完全消除了渦流效應和磁滯效應帶來的能量損耗。同時，由于因此，空心杯電機相比傳統直流電機擁有更高的能量轉化效率。 輕質量：空心杯電機的轉動慣量和重量都明顯低于普通電機，因此在電機運行過程中轉 子自身的機械能損耗也會有所降低。

由新和電機統計，空心杯電能量轉化機效率一般在 70%以上，部分產品可達到 90%以上， 而普通鐵芯電機能量轉化效率只能達到 15%-50%。

（2）高效率與輕質量使空心杯電機具有較高的功率密度。 輕質量：功率密度是輸出功率與重量或體積的比率。從內部結構來看，空心杯電機省去 了鐵芯，使得自身重量與體積變小，與同等功率的一般鐵芯電機相比，空心杯電機重量 減輕 1/3-1/2，體積減小 1/3-1/2。 高能量轉化效率：與傳統的感應線圈相比，銅板線圈的重量更輕。由于繞制線圈時既不 需要卷線，也不用添加有槽硅鋼片，因此空心杯電機在運行過程中不會產生這方面的渦 流損耗和磁滯損耗。雖然銅板線圈也會帶來一定的渦流，但是這種損耗很小且易控制， 確保了較高的輸出功率和輸出轉矩。 總體看來，空心杯電機的輸出功率和輸出轉矩比同規格普通電機高，加上重量或體積小， 故功率密度高，一般達 30mW/cm3。

（3）更小的轉子慣量使空心杯電機具有更快的響應速度。 機械時間常數：指的是電機空載加階躍額定電壓時，當轉速達到空載轉速的 63.2%時所 需的時間，是反應其動態性能好壞的主要技術指標之一。 與相同尺寸的普通有刷直流電機相比，空心杯電機的轉子慣量更小，因而擁有更高的響 應速度，其機械時間常數通常在 28ms 以內，部分產品機械時間常數甚至小于 10ms，而 有鐵芯電機的機械時間常數一般在 100ms 以上。

（4）無齒槽效應使空心杯電機運行更加平穩。 齒槽效應：齒槽效應是由于電磁場的分布不均勻，導致磁力線的密度在不同位置上發生 變化，當磁力線密度發生變化時，會產生短時間內的電流脈沖，雖然不會減少或增加電 動機的平均轉矩，但是會引起噪音、電機振動、速度波動等，對電機定位的伺服性能和 精度造成了比較大的影響，特別是在低速時產生的影響更大。 空心杯電機去除了鐵芯，采用無齒槽結構，減少了電機運行時的磁阻力矩，從而降低了 輸出轉矩波動，使電機運行更加平穩。

（三）分類：無刷空心杯電機是未來發展的方向

空心杯電機按照其換向方式可以分為有刷空心杯電機和無刷空心杯電機兩種。 有刷空心杯電機：采用機械電刷換向，一般由機殼、軟磁材料內定子、永磁體外定子、 空心杯型轉子電樞組成；另外一種是無刷空心杯電機，采用電子換向的方式，由機殼， 軟磁材料、絕緣材料和空心杯電樞構成的定子及永磁鋼轉子等組成。當空心杯有刷電機 通電時，繞組有電流通過，產生轉矩，轉子開始旋轉，若轉子轉到特定角度，電刷利用機 械換向器的方式改變電流方向，使輸出轉矩方向不變，轉子繼續旋轉。由于空心杯有刷 電機采用電刷換向，電機運行過程中存在著一定的相對摩擦，這就會產生噪聲電火花， 降低了電機使用壽命。 無刷空心杯電機：通過控制電子元件的通斷使不同繞組接入電路，達到換向的效果，這 種電子換向方式使空心杯無刷電機具有效率高、轉矩波動小、使用壽命高、結構精巧、 維護方便、易保養等特點。

無刷空心杯電機性能更好，壽命更長，是未來的發展方向。壽命方面，無刷空心杯電機 壽命受限于軸承，有刷空心杯電機壽命受限于電刷，電刷壽命比軸承短得多，空心杯電 機通常隨電刷的報廢而報廢。有刷空心杯電機換向時會有電火花，電火花會有電磁干擾， 無刷空心杯電機通過霍爾元件換向，幾乎沒有電磁干擾的影響。 此外，無刷空心杯電機還有轉速快，效率高等優點。雖然有刷空心杯電機價格更低，控 制方式更加簡單，但隨著人形機器人靈巧手對于空心杯電機性能和壽命的更高追求，預 計無刷空心杯電機會有更大的發展空間。

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