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高溫下的有刷 DC 馬達

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對 maxon 來說,能在高環境溫度下工作的馬達並不新鮮。無刷 HD(重載)馬達系列,專為在高達 200⁰C 的環境溫度下工作而研發,已經在市場上存在十餘年之久。到目前為止,這樣的溫度僅是無刷馬達的範疇;maxon 現在通過新的有刷 HT(高溫)DC 馬達改變了這一狀況。

一家大型石油和天然氣公司找到 maxon,尋求一種能在高達 180⁰C 的環境溫度下工作的有刷 DC 馬達。這家公司原先一直使用的管道外殼檢查多成像工具,採用的就是有刷高溫 DC 馬達。但是,當添加具有較高的抗地震衝擊水準的新工具時,當前的驅動系統就會因為不夠強大而失效。不出所料,該公司不想重新設計整個系統,因為這不僅昂貴而且耗時;相反,他們求助 maxon 提供解決方案。maxon 的工程師在標準 DCX 22mm 有刷 DC 馬達系列的基礎上,為井下應用研發出定制的驅動系統。

更換磁鐵

首先仔細檢查的是馬達的主要基本部件,即繞組和磁鐵。與針對高溫使用釤鈷(SmCo)磁鐵的 無刷 HD(重載)DC 馬達不同,工程師選擇使用新的高溫等級的釹(NdFeB)磁鐵。原因是為了強度。能夠在高溫下使用的釤鈷磁鐵雖然已有數年的歷史,但它們的強度不如釹磁鐵。除了強度略低之外,使用釤鈷磁鐵意味著必須增加馬達的尺寸以滿足扭矩要求。

更換繞組

高溫繞組對 maxon 來說並不陌生。使用標準繞組的 maxon 可配置 DCX 馬達系列的運行溫度建議最高為 125 度。如果溫度升高到這個水平以上,繞組中的絕緣材料將變得柔軟且不穩定,並可能塌陷到磁鐵上。因此,maxon 的工程師設計了定制的繞組,並製作了一些樣本。一旦得到驗證,電磁迴路即可完成。

更換刷蓋

馬達不僅僅是磁鐵和繞組,所以一旦這些部件的可行性設計完成,工程師們也要研究馬達的其他部分,以確保其他所有元素都能承受同樣的溫度。標準聚合物刷蓋需要使用高溫材料進行重新設計。

maxon 生產了第一批樣本,然後進行了驗證測試。maxon 的測試實驗室為廣泛的環境測試提供便利。將馬達在測試室中加熱到最高 180⁰C,然後運行。同樣,轉子的穩定性也在 180⁰C 和 200⁰C 下進行了測試。一旦 maxon 的工程師對該解決方案在應用中的效果感到滿意,即會向客戶提供樣本進行測試。在樣本毫無問題地通過測試後,馬達即按照生產標準發佈。

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這些 DCX22S HT 馬達現在可在更廣闊的市場內得到應用。

DCX22S HT 可與 GPX22 GPX26 減速機系列配合使用,包括高效的 GPX22UP。這些產品的溫度潤滑可以擴展,以匹配馬達的環境溫度能力。您的當地 maxon 銷售工程師將協助您找到適合您應用的馬達和減速機組合。

更多相關資訊,請聯絡 maxon 水下領域銷售工程師 Andrew Gibson:andrew.gibson@maxongroup.com

Author: maxon HQ

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