Motoren sind Vorrichtungen, die elektrische Energie in mechanische Energie umwandeln, und stellen unverzichtbare Komponenten bei der Entwicklung von B2B-Produkten wie medizinischen Geräten, Industrierobotern und optischen Geräten dar.Viele Entwicklungsverantwortliche stehen jedoch vermutlich vor technischen Herausforderungen wie: „Welcher Motor eignet sich am besten für medizinische Geräte?“, „Welchen Motortyp sollte man wählen, um Vibrationen und Geräusche zu reduzieren?“ oder „Wie lassen sich kompakte Abmessungen und ein hohes Drehmoment miteinander vereinbaren?“.
In diesem Artikel werden die Grundlagen von Motoren erläutert, konkrete Anwendungsbeispiele aus verschiedenen Industriebereichen vorgestellt und Kriterien für die Auswahl des jeweils optimalen Motors aufgezeigt. Insbesondere im Hinblick auf die Entwicklung von medizinischen Geräten und Präzisionsgeräten, bei denen Kompaktheit, hohe Präzision und geringe Vibrationen gefragt sind, wird anhand konkreter Beispiele dargelegt, welche Herausforderungen durch kernlose Motoren gelöst werden können.
| Unter der Aufsicht der Vertriebsgruppe für elektronische Bauteile der C.I. TAKIRON Corporation Dieser Artikel wurde auf der Grundlage der hochentwickelten technischen Kompetenz und des Fachwissens erstellt, die wir seit unserer Gründung im Jahr 1919 als führendes Unternehmen in der Kunststoffverarbeitung erworben haben.Unsere Abteilung analysiert kontinuierlich die Markttrends und neuesten Technologien im Bereich ultrakompakter, hochpräziser Mikromotoren und konzentriert sich darauf, Konstrukteuren und Entwicklern Informationen mit hohem Mehrwert zur Verfügung zu stellen. Als Expertenteam mit fundierten Kenntnissen der Produkteigenschaften unterstützen wir Sie durch die Bereitstellung präziser und praxisorientierter Inhalte bei der Lösung Ihrer Herausforderungen und bei technologischen Innovationen. |
Grundprinzipien von Motoren und Leistungsanforderungen nach Anwendungsbereich | Der Mechanismus der Umwandlung von elektrischer Energie in mechanische Energie
Der Motor nutzt das Prinzip der elektromagnetischen Kraft (Lorentzkraft) und erzeugt eine Drehbewegung durch die Wechselwirkung zwischen dem Magnetfeld, das durch den Stromfluss in der Spule entsteht, und dem Magnetfeld eines Permanentmagneten. Dieses einfache Prinzip ermöglicht durch Unterschiede in Größe, Aufbau und Steuerungsweise den Einsatz in vielfältigen Anwendungsbereichen.
Inhalt dieses Abschnitts
- Grundlegender Aufbau und Funktionsweise eines Motors
- Anforderungen an die Motorleistung je nach Anwendungsbereich
Im Folgenden werden wir uns die wichtigsten Leistungsanforderungen, die je nach Anwendungszweck gestellt werden, genauer ansehen.
Grundlegender Aufbau eines Motors und Funktionsweise der Drehbewegung
Ein Motor besteht aus einem Stator und einem Rotor; wenn Strom durch die Spulen fließt, entsteht ein Magnetfeld. Durch die Abstoßungs- und Anziehungskräfte zwischen diesem Magnetfeld und den Permanentmagneten wird der Rotor in Drehung versetzt.Da herkömmliche Motoren über einen Eisenkern verfügen, kann es aufgrund der Anziehungskraft, mit der der Eisenkern vom Permanentmagneten angezogen wird, zu einem Rastmoment (Drehungsunregelmäßigkeiten) kommen.
Die kernlosen Motoren von C.I. Takiron hingegen verfügen über eine Konstruktion ohne Eisenkern, wodurch das Ruckeln erheblich reduziert werden kann. Diese Eigenschaft ermöglicht einen gleichmäßigen Lauf und eine schnelle Ansprechzeit, weshalb sie in medizinischen Geräten und optischen Geräten eingesetzt werden, die eine präzise Steuerung erfordern.
Anforderungen an die Motorleistung je nach Anwendungszweck
Die je nach Anwendungszweck geforderten Leistungsmerkmale unterscheiden sich erheblich. Die Leistungsanforderungen für die wichtigsten Industriezweige sind wie folgt:
[Wichtige Leistungsanforderungen nach Industriezweig]
- Medizinische Geräte: Geräuscharmut, präzise Steuerung, hohe Zuverlässigkeit (die Sicherheit der Patienten hat oberste Priorität)
- Industrieroboter: Hohes Drehmoment, schnelle Reaktionszeiten, hohe Positioniergenauigkeit (Steigerung der Produktivität)
- Optische Geräte: Geringe Vibrationen, kompakte Bauweise, schnelle Reaktionszeiten (zur Vermeidung von Bildqualitätsverlusten)
- Batteriebetriebene Geräte: Start bei niedriger Spannung, geringer Stromverbrauch, lange Lebensdauer (wartungsfrei)
- Sicherheitsausrüstung: Explosionsschutz, Langlebigkeit, geringer Stromverbrauch (Einsatz in gefährlichen Umgebungen)
Die für die Entwicklung zuständigen Mitarbeiter müssen zunächst die Einsatzbedingungen für das eigene Produkt sowie die vorrangigen Leistungsanforderungen klar definieren und anschließend den am besten geeigneten Motor auswählen.
Auf diese Weise ermöglicht das Verständnis der Grundprinzipien von Motoren die Auswahl von Produkten, die den jeweiligen Leistungsanforderungen entsprechen, und trägt somit zum Erfolg der Produktentwicklung bei.
Anwendungsbeispiele für Motoren nach Industriezweig | Einsatzbeispiele in den Bereichen Medizin, Fabrikautomation und optische Geräte
Motoren sind auf die jeweiligen technischen Herausforderungen der einzelnen Industriezweige zugeschnitten. Bei medizinischen Geräten haben Zuverlässigkeit und Geräuscharmut zur Gewährleistung der Patientensicherheit oberste Priorität, während im Bereich der Fabrikautomation (FA) eine schnelle und hochpräzise Steuerung zur Maximierung der Produktionseffizienz unerlässlich ist. Bei optischen Geräten wird Wert auf geringe Vibrationen gelegt, um Beeinträchtigungen der Bildqualität zu vermeiden, und bei Sicherheitsgeräten steht der langfristige wartungsfreie Betrieb im Vordergrund. *
Inhalt dieses Abschnitts
- Anwendungen von Motoren im Bereich der medizinischen Geräte | Endoskope, Dialysegeräte, elektrische chirurgische Instrumente
- Motoranwendungen in der Frequenzumrichter- und Industrieausrüstungstechnik | Roboter, Werkzeugmaschinen und Förderanlagen
- Einsatz von Motoren in optischen Geräten und Sicherheitsausrüstung
Sehen wir uns im Folgenden konkrete Anwendungsbeispiele aus den verschiedenen Industriezweigen an.
*Unsere Motoren sind nicht für eine regelmäßige Wartung ausgelegt.
Anwendungen von Motoren im Bereich der medizinischen Geräte | Endoskope, Dialysegeräte, elektrisch betriebene chirurgische Instrumente
Bei medizinischen Geräten haben die Sicherheit und der Komfort der Patienten oberste Priorität, weshalb von den Motoren eine hohe Zuverlässigkeit und ein leiser Betrieb erwartet werden. Die Leistungsanforderungen für die wichtigsten medizinischen Geräte sind wie folgt:
| Medizinische Geräte | Wesentliche Leistungsanforderungen | Vorteile von kernlosen Motoren |
| Endoskop | Geringe Vibrationen, präzise Positionierung | Verhindert Bildqualitätsverlust durch koggingfreies Betrieb |
| Pumpe für Dialysegeräte | Stabiler Langzeitbetrieb, hohe Zuverlässigkeit | Aufrechterhaltung einer stabilen Leistung auch im Dauerbetrieb |
| Elektrische chirurgische Instrumente | Kompakt, hohes Drehmoment, geringes Gewicht | Kompakte Bauweise durch eine Konstruktion ohne Eisenkern |
Da die kernlosen Motoren von C.I. Takiron keinen Eisenkern besitzen, treten nahezu keine Ruckler auf, wodurch sie die im medizinischen Bereich geforderte präzise Steuerung und Geräuscharmut gewährleisten.Darüber hinaus bieten wir maßgeschneiderte Lösungen für Ihre spezifischen Anwendungsfälle an und leisten bereits ab der Produktentwicklungsphase technische Unterstützung. Sollten Sie bei der Entwicklung medizinischer Geräte Schwierigkeiten bei der Auswahl des geeigneten Motors haben, nutzen Sie bitte unseren technischen Beratungsservice auf der Website von C.I. Takiron (https://cik-ele.com/).
Motoranwendungen in der Frequenzumrichter- und Industrieausrüstungstechnik | Roboter, Werkzeugmaschinen und Förderanlagen
Im Bereich der Fabrikautomation (FA) sind schnelle und hochpräzise Bewegungen zur Steigerung der Produktivität sowie eine hohe Zuverlässigkeit zur Reduzierung von Ausfallzeiten erforderlich.Für die Gelenkantriebe von Industrierobotern sind Motoren mit hoher Ansprechgeschwindigkeit erforderlich, um mehrere Achsen gleichzeitig steuern zu können. Bei der Achssteuerung von Werkzeugmaschinen ist zudem eine hohe Positioniergenauigkeit erforderlich, um die Bearbeitungsgenauigkeit zu gewährleisten, während bei den Antrieben von AGVs (fahrerlosen Transportfahrzeugen) Energieeffizienz und ein lang andauernder Betrieb gefragt sind.
Während bei Großgeräten vorwiegend Wechselstrom- und Servomotoren zum Einsatz kommen, werden bei kleinen Robotern und Präzisionsmontageanlagen die folgenden Kleinmotoren verwendet.
[Kleine Motoren für den FA-Bereich]
- Kernlose Motoren: Ideal für schnelle Reaktionszeiten, geringe Vibrationen und präzise Steuerung
- Bürstenlose Motoren: Lange Lebensdauer, wartungsfrei, hoher Wirkungsgrad
- Getriebemotor: Drehmomentverstärkung und flexible Einstellung des Untersetzungsverhältnisses möglich
Einsatz von Motoren in optischen Geräten und Sicherheitsausrüstung
Bei optischen Geräten, wie beispielsweise dem Autofokus von Kameras, der Bildstabilisierung oder dem Antrieb von Mikroskopobjektiven, sind vibrationsarme Motoren unverzichtbar, da selbst geringfügige Vibrationen die Bildqualität direkt beeinträchtigen. Bei Digitalkameras ist für einen schnellen Autofokus zudem eine hohe Ansprechgeschwindigkeit erforderlich, weshalb die Eigenschaften von kernlosen Motoren zum Tragen kommen.
Bei elektronischen Schlössern für Sicherheitsgeräte sind aufgrund des Batteriebetriebs ein Start bei niedriger Spannung und Energieeffizienz von entscheidender Bedeutung. Zudem ist eine langlebige Konstruktion erforderlich, die häufigen Ver- und Entriegelungsvorgängen standhält.Da einige Modelle von C.I. Takiron bereits bei mindestens 1,0 V starten können, werden sie als Produkte, die diese Anforderungen erfüllen, in elektronischen Schlössern eingesetzt.
Auf diese Weise lassen sich durch die Auswahl geeigneter Motoren für die unterschiedlichen technischen Herausforderungen in den einzelnen Industriebereichen die Produktleistung verbessern und Wettbewerbsvorteile erzielen.
Kriterien für die Auswahl des richtigen Motors je nach Anwendungszweck | 5 Checkpunkte, um Fehler zu vermeiden
Bei der Auswahl eines Motors müssen nicht nur die technischen Daten, sondern auch die tatsächlichen Einsatzbedingungen sowie die zukünftige Erweiterbarkeit berücksichtigt werden. Da eine falsche Auswahl zu Leistungsmängeln des Produkts oder zu Verzögerungen im Entwicklungszeitplan führen kann, ist eine sorgfältige Entscheidung erforderlich.
Inhalt dieses Abschnitts
- Fünf Punkte, die Sie bei der Auswahl eines Motors beachten sollten
- Kernlose Motoren, ideal für kleine Präzisionsanwendungen
Im Folgenden werden praxisorientierte Auswahlkriterien anhand konkreter Beispiele erläutert.
Fünf wichtige Punkte bei der Motorauswahl
Bei der Auswahl eines Motors sind die folgenden fünf Punkte der Reihe nach zu prüfen.
| Prüfpunkte | Zu überprüfende Punkte |
| ① Erforderliches Drehmoment und Drehzahl | Berechnen Sie das Lastdrehmoment und wählen Sie das Modell unter Berücksichtigung eines Sicherheitsfaktors von etwa dem 1,2- bis 2,0-fachen entsprechend dem Anwendungszweck aus |
| ② Betriebsbedingungen | Überprüfung des Temperaturbereichs (z. B. -20 bis +70 °C), der Luftfeuchtigkeit und der Vibrationsstärke |
| ③ Steuerungsart | Überprüfung der Kompatibilität mit PWM-, analogen und digitalen Steuerungssystemen |
| ④ Größen- und Gewichtsbeschränkungen | Bitte berücksichtigen Sie dabei auch den Aufstellungsraum und die Kabelführungswege |
| ⑤ Kosten und Lieferzeit | Ausgleich zwischen Entwicklungsdauer und Serienproduktionskosten |
Die Auswahl des für den jeweiligen Anwendungszweck am besten geeigneten Motors unter Berücksichtigung dieser fünf Prüfpunkte ist entscheidend für den Erfolg Ihrer Produktentwicklung.
Kernlose Motoren, ideal für kleine Präzisionsanwendungen
Durch ihre Konstruktion ohne Eisenkern sorgen kernlose Motoren für einen ruckfreien Lauf und tragen so zu einer gleichmäßigen Antriebsleistung, einer schnellen Ansprechzeit und einer kompakten Bauweise bei.Diese Eigenschaften eignen sich besonders für Anwendungen, die eine präzise Steuerung erfordern, wie beispielsweise medizinische Geräte, optische Geräte und Sicherheitsausrüstung.
Die C.I. TAKIRON Corporation bietet hochwertige Mikromotoren an, die bereits in vielfältigen Bereichen wie medizinischen Geräten, optischen Geräten und Sicherheitsausrüstung erfolgreich eingesetzt werden. Eine anwendungsspezifische Anpassung, technische Unterstützung bereits ab der Prototypenphase sowie die Fertigung kleiner Stückzahlen sind möglich.In Kombination mit Getriebeköpfen und Encodern lassen sich zudem Drehmomentverstärkung und Positionsrückkopplungssteuerung realisieren. Für die Produktauswahl und Beratung zu technischen Spezifikationen besuchen Sie bitte unsere Website unter https://cik-ele.com/からお問い合わせください.
Zusammenfassung
Motoren erzeugen Antriebskraft nach dem Prinzip der elektromagnetischen Kraft (Lorentzkraft) und erfüllen je nach Industriebereich unterschiedliche Leistungsanforderungen. Bei medizinischen Geräten stehen Laufruhe und Zuverlässigkeit im Vordergrund, im Bereich der Fabrikautomation (FA) sind hohe Geschwindigkeiten und präzise Steuerung gefragt, während bei optischen Geräten geringe Vibrationen von entscheidender Bedeutung sind.Bei der Motorauswahl ist es wichtig, fünf Prüfpunkte (Drehmomentberechnung, Betriebsumgebung, Steuerungsart, Größenbeschränkungen und Kosten) zu berücksichtigen, um den für den jeweiligen Anwendungszweck am besten geeigneten Motortyp und die optimale Bauweise auszuwählen. Insbesondere bei Anwendungen, die kompakte Abmessungen und präzise Steuerung erfordern, sind kernlose Motoren eine vielversprechende Option.Die C.I. TAKIRON Corporation bietet dank ihrer umfangreichen Erfahrung und technischen Kompetenz optimale Mikromotor-Lösungen an.
Produktinformationen und Kontakt
Ausführliche Informationen zu den Mikromotoren von C.I. Takiron finden Sie auf der folgenden Website.
- Produktseite: https://cik-ele.com/
- Kernlose Motoren: https://cik-ele.com/products/list/coreless_motor/
- Bürstenloser Motor: https://cik-ele.com/products/list/brushless_motor/
- Getriebemotoren: https://cik-ele.com/products/list/gearhead/
- Encoder: https://cik-ele.com/products/list/encoder/
Sollten Sie bei der Auswahl von Kleinmotoren für Ihre Produktentwicklung auf Schwierigkeiten stoßen, können Sie sich gerne über das Kontaktformular an uns wenden. Unsere technischen Berater werden Ihre Anwendungszwecke und Anforderungen mit Ihnen besprechen und Ihnen die optimale Lösung vorschlagen.
- Kontakt: https://cik-ele.com/contact/
