ALVA brengt demonstratie van sleufloze motor naar WoTS 2026

Alva Industries (ALVA) heeft een interactieve demonstratie georganiseerd waarin sleufloze en conventionele motorarchitecturen met sleuven met elkaar worden vergeleken voor toepassingen in robotica, medische instrumentatie en uiterst nauwkeurige aandrijfsystemen. De demonstratie belicht de fundamentele fysieke verschillen op het gebied van rotatiesoepelheid, houdkoppel en dynamische responsiviteit binnen sectoren voor precisieautomatisering.

Fysische principes van een sleufloze statorarchitectuur
Conventionele elektromotoren met sleuven maken gebruik van ijzeren tanden in de statorkern om de magnetische flux over de luchtspleet te concentreren. Hoewel deze aanpak de magnetische fluxdichtheid en het uitgangskoppel maximaliseert, veroorzaakt de fysieke interactie tussen de permanente magneten van de rotor en de stalen statortanden een coggingkoppel, ook wel detentkoppel genoemd. Deze periodieke magnetische aantrekking veroorzaakt koppelrimpel en mechanische trillingen, waardoor de positieregeling bij lage hoeksnelheden wordt beperkt.

Bij een sleufloze motortopologie worden de ijzeren statortanden daarentegen volledig geëlimineerd en worden luchtspoelen direct in de magnetische luchtspleet geplaatst. Deze configuratie elimineert magnetische anisotropie en de bijbehorende detentkrachten, wat resulteert in een soepele rotatie zonder cogging. Doordat verzadiging van de statorkern ontbreekt, blijft bovendien een hoge lineariteit tussen ingangsstroom en uitgangskoppel behouden. Dit vereenvoudigt de afstelling van gesloten-lusservosystemen en zorgt voor stabiele positionering bij microstappen.

Demonstratie tijdens World of Technology and Science 2026
De fysieke prestatieverschillen tussen motorconfiguraties met en zonder sleuven worden gepresenteerd tijdens World of Technology and Science (WoTS) 2026 in Utrecht, Nederland. Op de gezamenlijke beursstand van Zilvertron en Sentech (stand 8E026) maakt de interactieve opstelling het mogelijk beide topologieën handmatig te draaien en hun werking zowel onder spanning als in spanningsloze toestand te beoordelen.

Naast de vergelijkende demonstratie toont ALVA twee motorseries die zijn geproduceerd met behulp van fiber-printingtechnologie. Hierbij worden met hars geïmpregneerde continue vezels gebruikt om de statorspoelen te stabiliseren zonder traditionele gelamineerde stalen tanden. De SlimTorq-serie biedt een lichtgewicht frameloos ontwerp met een geringe axiale bouwhoogte, bedoeld voor directe integratie in gimbalconstructies, optische trackingplatforms en gewrichten van collaboratieve robots. De GearTorq-familie is ontwikkeld voor een hogere koppeloverdracht in geïntegreerde aandrijflijnen en reductietandwielkasten, waar koppelrimpel aan de ingang anders kan leiden tot voortijdige slijtage van de tandwielvertanding en versterking van speling.

Aanvullende context:
Deze sectie beschrijft technische specificaties en vergelijkingen met concurrerende technologieën die niet in de oorspronkelijke productaankondiging zijn opgenomen.

Binnen de sector voor uiterst nauwkeurige elektrische aandrijvingen concurreren sleufloze synchrone permanentmagneetmotoren (PMSM) en borstelloze gelijkstroommotoren (BLDC) rechtstreeks met gevestigde oplossingen van fabrikanten zoals Maxon Motor (EC-massless winding-technologie), Portescap (Ultra EC-serie) en Faulhaber.

Een belangrijk technisch compromis bij het ontwerpen van sleufloze motoren betreft de effectieve magnetische luchtspleet. Omdat de koperen wikkelingen ruimte innemen die bij conventionele ontwerpen anders door ferromagnetische ijzeren tanden zou worden ingenomen, is de magnetische luchtspleet tussen het rotoroppervlak en het fluxretourpad in het achterijzer aanzienlijk groter dan bij motoren met sleuven. Om een vergelijkbare magnetische fluxdichtheid te bereiken zonder hoge thermische verliezen, zijn bij sleufloze ontwerpen krachtige neodymiummagneten (NdFeB) in de rotor nodig, met een hoge remanente fluxdichtheid en een hoge coërcitieve veldsterkte.

Vanuit thermisch en elektrisch oogpunt vertonen sleufloze motoren een extreem lage inductantie ten opzichte van conventionele motoren met sleuven. Hoewel deze lage wikkelingsinductantie snelle stroomstijgtijden en werking op hoge snelheid mogelijk maakt met minimale wervelstroomverliezen in het ijzer, zijn pulse-width-modulated (PWM) servoregelaars nodig die werken met schakelfrequenties die doorgaans hoger liggen dan 20 kHz tot 50 kHz om sterke hoogfrequente stroomrimpel en parasitaire opwarming van de wikkelingen te beperken. Wanneer ze worden geïntegreerd in robotische aandrijflijnen, elimineert het resulterende coggingvrije profiel snelheidsrimpel tot aan nul snelheid, een belangrijk beoordelingscriterium voor het nauwkeurig richten van optische payloads en voor chirurgische robotica.

Bewerkt door Natania Lyngdoh, Induportals Editor, met ondersteuning van AI.

www.alvaindustries.com