尼得科的技术实力

革新马达的基础技术

为研发高转矩密度、低噪音及低振动化等革新马达产品,开展基础技术研究工作。

最近,在备受瞩目的机器人应用产品中,有一款叫做服务机器人的产品。服务机器人不同于在工厂里使用的工业用机器人,它们被应用在一般家庭或医院等场所。作为其驱动力的马达需要满足高转矩、薄型、小型、静音的要求。
日本电产正在研发的轴向型马达与以往的径向型马达不同,通过将磁铁和铁芯上下布局排列,具有无需高转矩、薄型和减速齿轮即可直接驱动的特征。
为了克服高转矩容易产生振动和噪音的问题,在改良其支承结构的同时,还采用了可以降低马达自身振动的结构和控制。在结构面使铁芯向轴向倾斜配置的同时,通过控制驱动波形,成功地减小了转矩波动,并降低了振动和噪音。

与以往的径向型马达相比,薄型、高转矩是轴向型马达的特征。高转矩马达虽然容易产生振动和噪音,但通过改善支承结构和控制马达的磁回路,可以降低振动和噪音。

关于振动和噪音,通过对马达的流体、结构、电磁、音响的复合领域进行耦合解析,可以实施有效的对策降低振动和噪音。
根据马达的电磁解析来解析作用于铁芯的电磁力,通过这样的方式,可以观察到铁芯的振动传播至机壳,使机壳振动时的状态。在进行耦合解析时,通过开发一种在公司内部使各解析软件相连接的端口,可以自由地选择并组合市售的流体、结构、热、音响、运动、电磁等各种解析软件。
近来,日本电产不仅向客户提供单体的风扇马达,还基于壳体内的风的流动和温度分布等解析结果,引导最合理的设计,亲自参与由风扇马达、冷却散热片、热管构成的散热模块的设计并完成交货,类似这样的情况有所增多。像这种情形,公司也会自行开发端口,充分利用与解析软件相关的技术。

电磁、结构、流体、音响等,对不同的物理现象相互影响产生的现象进行耦合解析。为了阐明马达的磁回路与振动的关系,降低振动和噪音,而进行合理的结构设计。

在马达的基础上追加风扇、送风机、泵、空气压缩机等机构,设计模块产品时,以往的手法是将个别设计的产品在测试阶段结合到一起,再进行设计。
但是,近年来市场要求的是小型、高输出、高效率、高控制性、高品质、低成本等,与以往的产品规格正好相反。因此,为了实现马达+机械、进而包括传感器和控制器在内的模块整体以及单元整体的优化配置,需要推进系统的设计。
为了对应这种需求,日本电产构筑的设计手法是基于模型的开发。将马达与马达连接时的负荷—机械和控制电路等部分建立模型,并进行这些模型的模拟演算,进而研究模块和单元机能的合理性。通过在建模阶段确立合理化,并导入物理结构这样的流程,来推进整体最佳化的马达设计。

导入基于模型的设计手法,为设计对象建模,在各模型之间模拟演算各种机能和特性,从而推进设计进程。模块化、单元化等,使复杂化的马达系统的设计更加合理化。

 

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