Миниатюрные двигатели: Миниатюрные двигатели как будущее электроники

Миниатюрные двигатели как будущее электроники

Традиционные источники тока для такой микроэлектроники (например, никель-кадмиевые или литий-ионные батареи) имеют очевидные недостатки. Прежде всего, выход энергии в расчёте на единицу веса в них на два порядка ниже, чем от жидких углеводородов. Для техники с приставкой «микро-» это, конечно, проблема.

 

В связи с этим в последние годы появился целый ряд проектов, связанных с созданием миниатюрных топливных установок. Речь идёт даже о крошечных турбинах.

 

Одна из наиболее интересных идей – микроскопический двигатель внутреннего сгорания. Трудно поверить, но инженеры намерены сделать ДВС с размерами 5*15*3 миллиметра.

 

Разумеется, такая «машина» не может работать на традиционном топливе. Поэтому, хотя речь идёт о дизельном двигателе, вместо солярки предполагается использовать метаноловые смеси с добавлением водорода. Данный «коктейль» вполне способен вспыхивать при сжатии. В принципе, изобретатели уже сделали пробные модели. Однако их работоспособность широкой публике не доказана. И, в любом случае, для создания действительно эффективной техники предстоит решить ещё несколько серьёзнейших инженерных проблем. Прежде всего, это предотвращение потерь тепла такого двигателя. Сейчас – учитывая его миниатюрные размеры и тончайшие стенки – они чрезвычайно велики.

 

Решение этой проблемы создатели двигателя видят в увеличении частоты вращения коленчатого вала. В идеале она должна составить около 50 тысяч оборотов в минуту, т.е. почти тысячу оборотов в секунду. Но даже при этом, в лучшем случае КПД подобного агрегата может составить процентов 10. Кроме того, для создания двигателя есть и материаловедческие проблемы. В зоне сгорания образуются высокие температуры, которое не выдерживает, например, кремний. А его в современной электронике много.

 

Считается, что преодолеть данную проблему можно, используя керамические элементы. Однако реально создать их оказалось не так-то просто. Впрочем, работы продолжаются. Ведь даже при столь низком КПД использование таких двигателей, в сравнении с аккумуляторами, даёт огромный прирост эффективности. И сфера применения подобных машин, если их удастся создать, будет поистине огромной: от ноутбуков и карманных устройств до миниатюрных летательных аппаратов. Говорят даже о создании игрушек, использующих в качестве источника энергии миниатюрные двигатели внутреннего сгорания.

Правда, пока не очевидно, что использование в качестве топлива метаноловых смесей и водорода позволит рассматривать их достаточно безопасными для подобных целей. Во всяком случае, пока дать своим детям построенные на таком принципе игрушки решились бы, наверное, не многие. В целом же, по оценкам экспертов, применение микродвигателей на углеводородном топливе способно обеспечить продление времени работы электронных устройств (при сопоставимой массе источника энергии) приблизительно в 20 раз.

 

Больше информации о технических газах вы найдете на сайте https://idealgaz. ru/.

Шаговые двигатели 42 мм со встроенным драйвером SMD-1.6mini ver.2

Заказать

Напряжение питания, В	12 – 24
Величина полного шага, град	1,8
Дробление шага	1/1… 1/256
Макс. осевое биение вала двигателя, мм/td>	0.08
Мин. осевое биение вала двигателя, мм	0.02
Управление шаговым двигателем	Импульсное STEP/DIR, команды по RS-232

Скачать паспорт .pdf

Миниатюрные шаговые двигатели с размером фланца 42 мм (типоразмер NEMA17) хорошо зарекомендовали себя небольшихкоординатных столах, миниатюрных ЧПУ станках, упаковочном, лабораторном оборудовании, в системах дозирования.

Для экономии места и уменьшения количества проводов, ООО «НПО Электропривод» серийно производит драйверы серии «mini», которые прекрасно себя чувствуют на тыльной стороне шагового двигателя. Несмотря на то, что двигатель является источником повышенной температуры, радиатора драйвера хватает для отвода тепла. Подобрать кронштейн для крепления здесь

Модели шаговых мини-двигателей

FL42STh57–1684A

c SMD–1.6mini ver.2

Фланец 42 x 42 мм

Момент 4.4 кгс*см

Напряжение 12 — 24 В

Шаг 1.8°

Инерция ротора 68 г*cм2

Сопротивление 1,65 Ом

Индуктивность 2,8 мГн

Ток фаз 1,68 А

Заказать

ШД4248-1.

7A
c SMD–1.6mini ver.2

Фланец 42 x 42 мм

Момент 5.2 кгс*см

Напряжение 12 — 24 В

Шаг 1.8°

Инерция ротора 68 г*cм2

Сопротивление 1,65 Ом

Индуктивность 2,8 мГн

Ток фаз 1,68 А

Заказать

Габаритные и присоединительные размеры

FL42STh57–1684A с SMD–1.6mini ver.2ШД4248-1.7A с SMD-1.6mini ver.2

Характеристики SMD‑1.6mini ver.2

Рабочее напряжение питания

12 – 48 В

Диапазон установки тока фазы

1,0 — 1,8 А

Дробление шага

1 — 1/256

Допустимый ток удержания

30%, 50%,
70%, 100%

Минимальная длина импульса «Шаг»

3 мкс

Входное напряжение управляющих
сигналов «высокого» уровня

5В/24В

Входное напряжение управляющих
сигналов «низкого» уровня

0…1В

Режимы управления

Импульсное управление
положением STEP/DIR,
Управление командами
по RS-232

Преимущества двигателей SMD–1.

6mini ver.2

• Законченное изделие — двигатель + блок управления. Нет необходимости производить их взаимную коммутацию. Двигатель и блок подключены и настроены для оптимальной работы;
• Экономия места. Не нужно предусматривать дополнительное установочное место для блока управления;
• Отсутствие лишних проводов, которые могли бы понизить надежность конструкции, особенно в подвижных механизмах ЧПУ-станков.

Отличие драйвера от других исполнений

Принципиальное отличие этого драйвера от предыдущих исполнений — новая конструкция и улучшенная схемотехника, которые обеспечивают быстрый разгон и сохранение значительного крутящего момента на высоких скоростях. Разгон до скоростей 1000 об/мин и более может осуществляться за доли секунды. Рабочая скорость более 4000 об/мин с поддержанием крутящего момента, достаточного для выполнения полезной работы теперь доступна для большинства моделей шаговых двигателей.

Примеры подключения драйвера SMD–1.6mini ver.2

При управлении шаговым приводом импульсными логическими сигналами драйвер обрабатывает входные сигналы ШАГ (импульс), НАПРАВЛЕНИЕ (уровень) и РАЗРЕШЕНИЕ (уровень).Входы управления могут подключаться с общим катодом и общим анодом.

Для настройки параметров или управления шаговым приводом по RS-232 необходимо подключение по RS-232. Для большинства компьютеров без встроенного COMпорта необходимо использовать преобразователь интерфейса RS-232/USB.

Общая схема подключения Схема подключения логических сигналов – общий катодСхема подключения логических сигналов – общий анод Подключение преобразователя интерфейса к драйверу SMD–1.6miniver.2

Соединение преобразователя интерфейса USB-UART c драйвером SMD–1.6mini ver.2 показано на схеме. Контакты RX и TX драйвера подключаются к контактам TXD и RXD преобразователя соответственно.

Программное обеспечение для параметризации и управления SMD–1.6miniver.2 по RS-232

Для настройки и управления шаговым приводом со встроенным драйвером SMD‑1.6miniver.2 по интерфейсу RS‑232 мы предоставляем две программы:CONFIG SMD‑1.6MINI/SMD‑2.8MINI (для настройки параметров привода) и SMD mini control (для настройки параметров и управления приводом)

Готовое программное обеспечение SMD mini control предназначено для быстрой параметризации блоков, а также для выполнения заданного перемещения, установки скорости и ускорения, запуска и остановки двигателя, включения/выключения фаз двигателя

Видео с настройкой программы.

Связаться с нами

Хотите узнать дополнительную информацию о продукции — задайте вопрос. Наш специалист свяжется с вами в ближайшее время.

Мини-электродвигатель — Миниатюрные двигатели

Английский

• Дойч (Германия)
• Английский
• французский (Франция)
• португальский (Бразилия)
• 한국어 (대한민국)
• 中文(中国)
• 日本語 (日本)

Добро пожаловать в решения Portescap по перемещению для критически важных приложений.

Превратите свои идеи в реальность с помощью подходящего двигателя и технологии.

Мы можем помочь вам выбрать лучшую технологию перемещения для вашего приложения, включая линейные приводы, редукторы и энкодеры, миниатюрные двигатели постоянного тока (щеточные и бесщеточные) и миниатюрные шаговые двигатели. Наши мини-двигатели и приводы обеспечат вам необходимую мощность практически для любого приложения, которое зависит от точного миниатюрного движения. Миниатюрные шаговые двигатели Portescap и технологии двигателей постоянного тока уменьшают размер и вес при одновременном повышении эффективности и надежности. Благодаря максимальной производительности в компактном корпусе наши двигатели позволяют создавать компактные машины и устройства, которые проще и удобнее в использовании. Узнайте больше о наших продуктах ниже.

Хотите заменить двигатель Portescap в своем устройстве или вам нужны запчасти? Просмотрите наш список запасных частей 

Бесщеточные двигатели постоянного тока

Бесщеточный двигатель постоянного тока предлагает отличное сочетание долговечности, эффективности, крутящего момента и скорости в компактном корпусе, подходящем для вашего применения. Подробнее

Плоские бесщеточные двигатели постоянного тока

Плоские двигатели постоянного тока BLDC обеспечивают высокую удельную мощность в плоской и компактной архитектуре. Подробнее

Решения для хирургических двигателей

Разработанные и изготовленные в США, наши продукты Surgical Motor Solutions (SMS) специально разработаны для обеспечения высокой надежности и строгих характеристик хирургических ручных инструментов и хирургических роботов. Узнать больше

Бесщеточные двигатели постоянного тока Ultra EC

Три семейства бесщеточных двигателей постоянного тока Ultra EC не только отвечают широкому спектру требований, но и включают нашу запатентованную U-образную катушку, обеспечивающую превосходную производительность, минимальные потери в стали и максимальную эффективность. Узнать больше

Щёточные двигатели постоянного тока

Щёточные двигатели постоянного тока имеют небольшие размеры, но обладают высокой удельной мощностью, что обеспечивает такие преимущества, как низкое трение, низкое пусковое напряжение, минимальные потери в железе и превосходное отношение скорости к крутящему моменту. Подробнее

Athlonix DC Motors

Athlonix DC Motors использует энергоэффективную конструкцию двигателя без сердечника, обеспечивающую высокую удельную мощность с надлежащим балансом для удовлетворения всех ваших требований к производительности. Узнать больше

Моторы Can Stack

Наши двигатели Can Stack Motors — это долговечные, высокопроизводительные шаговые двигатели с решениями управления без обратной связи, которые преобразуют электрические импульсы в механические движения с использованием простейших методов, что делает их подходящими для многих приложений. Узнать больше

Линейный шаговый двигатель

Линейные шаговые приводы создают поступательное движение, взаимодействуя непосредственно с нагрузкой для достижения инкрементного линейного смещения без обратной связи по положению, обеспечивая при этом высокое линейное усилие в небольшой конструкции. Узнать больше

Дисковые магнитные двигатели

Дисковые магнитные двигатели — это усовершенствованные микрошаговые двигатели, которые обеспечивают исключительную динамическую производительность двигателя, более точное разрешение шага и более высокое ускорение, не имеющие себе равных среди других шаговых двигателей на современном рынке. Узнать больше

Сопутствующие товары

Portescap предлагает широкий выбор редукторов, энкодеров и приводов, которые можно использовать с широким спектром двигателей для оптимизации характеристик вашего двигателя. Узнать больше

Запасные части

Щеточные двигатели постоянного тока, бесщеточные двигатели постоянного тока, редукторы и шаговые двигатели Portescap можно найти в самых разных приложениях и устройствах. В настоящее время мы предлагаем товары из нашего стандартного каталога только для ремонта и запасных частей. Узнать больше

Что нового

Ознакомьтесь с новейшими и инновационными продуктами Portescap. Узнать больше

Motion Innovations

Узнайте первыми о разработках нашей фабрики инноваций. Узнать больше

Средства проектирования

Динамический и быстрый поиск оптимального решения движения. Узнать больше 

Двигатели 24/7

Flipside 2

Найдите и приобретите миниатюрные технологии движения, подходящие практически для любой конфигурации, среды и оболочки. Посетите сейчас

Джим Мойер — Музей миниатюрного инженерного мастерства

Создание самого маленького в мире работающего Chevy V-8

Джим Мойер потратил много лет на создание внушительной коллекции небольших двигателей.

Введение

Миниатюрные двигатели Джима Мойера быстро стали постоянными участниками нескольких модельных выставок на Тихоокеанском Северо-Западе. Несмотря на то, что существует несколько работающих двигателей V-8 в масштабе 1/4, немногие модели могут сравниться с Chevy V-8 Джима в масштабе 1/6. Трудно найти масштабную модель двигателя, которая работает и в то же время точно представляет собой полноразмерный оригинал, такой как миниатюрный Chevy Джима.

Шевроле 327 в масштабе 1/6 является шедевром вплоть до крошечных порядковых номеров во впускном коллекторе. Заставить такой маленький двигатель работать, сохраняя при этом первоначальный вид снаружи, довольно сложно. Однако Джиму это удалось, и вы можете посмотреть видео работы крошечного двигателя в качестве доказательства.

Однако V-8 не был первым двигателем Джима. Он проложил себе путь к этому достижению, создав одноцилиндровый двигатель, а затем рядный 4-цилиндровый двигатель под названием «Койоти». Джим взял мечту раннего детства, добавил навыки, которым он научился за всю жизнь, работая в разных профессиях, и объединил их, чтобы создать несколько довольно особенных проектов.

Джим в масштабе 1/6 с двигателем Chevrolet 327. Без привязки к масштабу можно подумать, что это настоящий двигатель Corvette.

Миниатюрный V-8 создан на базе двигателя Corvette 327 1964 года выпуска мощностью 365 л.с.

Сборка моделей с раннего возраста

С пятилетнего возраста Джим интересовался всем, что связано с колесами. Однако он быстро понял, что для того, чтобы колеса вращались, ему нужен какой-то двигатель или двигатель. Так, в течение многих лет Джим делал свои собственные игрушки из пробкового дерева, пустых катушек от ниток, картонных коробок из-под хлопьев и колесиков из сломанных игрушек. Шум мотора, конечно, пришлось издавать ртом, потому что настоящих моторов у Джима не было. Естественно, его вдохновило когда-нибудь построить небольшие двигатели для своих деревянных творений.

Когда Джиму было около десяти лет, он получил на Рождество электрический паяльник. С этого момента его модели автомобилей, грузовиков и миниатюрной сельскохозяйственной техники изготавливались из кусков жестяных банок, проволоки для вешалок и металлических деталей сломанных игрушек. Мягкий припой стоил 1,50 доллара за однофунтовый рулон, и, как вспоминал Джим, он много использовал его в своих проектах.

При ближайшем рассмотрении передней части двигателя Chevy Джима виден коллектор и литая клапанная крышка.

Боковой профиль двигателя Chevy Corvette в масштабе 1/6.

От игрушек к настоящим двигателям

Со временем самодельные игрушки Джима уступили место настоящим автомобилям и двигателям. К четырнадцати годам Джим построил свою первую настоящую машину. Он был довольно грубым, с рамой модели T и кузовом родстера с утилизированной задней частью модели A, которую ему подарили. У машины была передняя часть Ford 40-го года, которую Джим получил в качестве оплаты за ремонт радиатора соседа.

Двигатель был Ford V8-60, который Джим получил от работодателя. Это было некрасиво, но ехало, и машина проехала много миль по проселочным дорогам Восточной Небраски. На протяжении многих лет последовало много разных автомобилей, и Джим все еще собирал их в начале 2000-х.

Первым работающим миниатюрным двигателем, который создал Джим, был одноцилиндровый двигатель с верхним расположением клапанов, получивший название «Lil Red».

Джим демонстрирует один из своих крошечных двигателей на выставке GEARS 2007 года в Портленде, штат Орегон.

Получение опыта в различных профессиях

Сначала отец Джима был механиком, машинистом и оператором тяжелого оборудования (наряду с некоторыми другими навыками). Так что ему не потребовалось много времени, чтобы заинтересоваться механическими вещами. Самой первой работой Джима было водить тракторы и выполнять полевые работы для местных жителей.

После школы он переехал в город и работал сварщиком и слесарем. Джим тоже какое-то время таскал кирпичи. Получив ряд навыков, Джим продолжил работать в скоростном цеху, изготавливая коллекторы и выхлопные системы, а также управляя станком для балансировки двигателей.

Оттуда он переехал на северо-запад Тихого океана, чтобы строить подиумы и решетки для компании в Портленде, штат Орегон. В 1963 году Джима призвали в армию и выучили на медика. После армии он вернулся в скоростную мастерскую в Небраске, а затем снова вернулся на Тихоокеанский Северо-Запад.

Там он начал обучение на большой лесопилке в качестве слесаря. Через полтора года Джим воспользовался преимуществами своего закона о солдатах и ​​поступил в колледж, чтобы получить степень в области машиностроения. Проблемы со здоровьем привели к тому, что через некоторое время это прекратилось.

Общий вид 4-цилиндрового рядного двигателя Джима Coyotee. Он запустил этот двигатель, когда жил в армейской казарме в 1964 году, и закончил его примерно в 1989 году. Джим, наконец, запустил его в 1995 году, после того как построил более простой двигатель Lil Red, чтобы доказать, что такой маленький двигатель действительно может работать.

После долгих лет тонкой настройки этот маленький двигатель будет работать со скоростью 11 000 об/мин. Диаметр цилиндра составляет 0,400 дюйма, ход поршня — 0,410 дюйма, а рабочий объем — 0,025 кубических дюйма.

К сожалению, Джиму пришлось бросить школу, и он так и не смог вернуться. Однако он продолжал работать в инженерном отделе чертежником. Джим тоже женился и имел детей, но никогда не терял желания построить миниатюрный двигатель.

Позже Джим работал сварщиком, а также собирал приспособления и приспособления. Наконец он смог собрать собственную мастерскую и оборудовать ее станками для личного пользования.

В течение примерно 12 лет после этого Джим работал не по найму, собирая гоночные автомобили, ремонтируя двигатели и выполняя различные механические работы в собственном магазине.

В конце концов, Джим переехал с западного побережья в восточный Вашингтон. На момент написания этой статьи в 2010 году он все еще выполнял сварочные работы и работу слесаря ​​для себя и других.

Этот Challenger V-8 в масштабе 1/3 был частью модели хот-рода, которая должна была работать. Этого не произошло, и владелец попросил Джима посмотреть, сможет ли он запустить его. Джим перестроил двигатель с нуля, используя только блок, головки и кулачок от оригинального двигателя. Все остальное пришлось выдумывать.

Так выглядит двигатель Challenger внутри хот-рода модели RC.

Мечта всей жизни становится реальностью — в миниатюре

В 1964 году Джим начал строить свой первый миниатюрный двигатель в армейских казармах в Форт-Райли, штат Канзас. Этот двигатель не был закончен до середины 1990-х годов. После этого Джим построил еще несколько масштабных двигателей и любил работать над готовыми моделями в свободное время. Его самым большим интересом было создание масштабных моделей существующих двигателей, которые в тот или иной момент были частью его жизни.

Джим также брал свои паровозы на многие шоу, запуская их для всегда нетерпеливой публики. Его мастерская относительно небольшая, с токарным станком 12 дюймов, токарным станком 16 дюймов, коленчатым фрезерным станком, сверлильным станком, сварочным аппаратом и ленточнопильным станком. Сейчас он и его жена живут «в глуши», как говорит Джим, в Восточном штате Вашингтон. Он заметил, что у них нет близких соседей, но много деревьев.

Еще один снимок двигателя Chevy Corvette в масштабе 1/6. Миниатюрный двигатель имеет объем 1,1 кубических дюйма (или 18 куб.см). Диаметр цилиндра 0,600 дюйма, ход поршня 0,487 дюйма.

Эта фотография была сделана, когда Джим все еще собирал Шевроле в масштабе 1/6. Здесь в блоке были установлены кривошип и поршни, но головки еще не были установлены.

О Chevy V-8 в масштабе 1/6

V-8 Джима в масштабе 1/6 основан на 365-сильном двигателе Corvette 1964 года выпуска 327. Измерения были взяты с реального двигателя, чтобы обеспечить высокую точность. Головка и блок начинались как алюминиевые заготовки, которые затем тщательно обрабатывались на станке в стиле Бриджпорт. Коленчатый вал с 5-ю коренными подшипниками имеет настоящие баббитовые подшипники, а кулачок представляет собой шкалу 30-30 Дунтов.

Были разработаны штампы для штамповки передней крышки, масляного поддона и коромысел. Поршни, корпус маховика и корпус водяного насоса отлиты из алюминия, а крышки клапанов отлиты по выплавляемым моделям.

Поскольку двигатель Джима действительно работает, у него есть искровое зажигание, масляная система под давлением и система охлаждения, как и в оригинале.

К 2010 году двигатель был доведен до такой степени, что он мог работать без сбоев в течение нескольких минут. Все, что осталось на тот момент, это построить радиатор. Двигатель Chevy Corvette Джима в масштабе 1/6 имеет рабочий объем 1,1 кубических дюйма (или 18 куб.см). Диаметр цилиндра 0,600 дюйма, ход поршня 0,487 дюйма. Джим начал работать над двигателем в 19 лет.