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Advancing A&D Systems with Micro Motors

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Product catalog summary
Introduction
The aerospace and defense sectors demand highly precise and powerful motion control solutions. These applications require motors that can withstand extreme temperatures, severe shocks, and vibrations while maintaining high performance levels. This document reviews these rigorous requirements and the design challenges faced by manufacturers of precision miniature motors.
Motor Technologies
Three motor technologies are commonly used in aerospace and defense applications: coreless brushed DC motors, brushless DC (BLDC) motors, and stepper motors. Coreless and brushless DC motors are preferred for their superior efficiency and lighter weight. Stepper motors are ideal for applications where precision is required, with cost-performance being a key factor. A performance characteristics table compares these motor types, highlighting aspects such as torque density, speed, and robustness.
Environmental Challenges
Motors must operate reliably in extreme temperatures ranging from -55°C to 200°C and withstand significant shocks and vibrations. Design considerations include using advanced materials and specialized sealing designs to ensure safe and efficient operation in harsh environments.
Applications in Aerospace and Defense
Applications are categorized into commercial aerospace, military aerospace and defense, and spacecraft and rockets. Common requirements include lightweight and energy-efficient motors for actuation systems, such as seat actuation, flight control systems, and fuel valve control. Design considerations for these applications include material modifications to withstand temperature extremes and ensure reliable performance.
Specific Applications
1. Valves and Actuators: Used in critical functions like fuel flow regulation, requiring high power density and dynamic response.
2. Window Shades and Seat Actuation: Electromechanical controls enhance passenger comfort and airline control, utilizing coreless DC motors for their high power density and low noise.
3. Smart Defense: Involves precision control in high-speed, high-vibration environments, with BLDC motors providing high power density and dynamic response for missile fin actuation.
Conclusion
Adapting miniature motor systems to the unique requirements of aerospace and defense applications is challenging. Engineers must optimize design elements to meet space, weight, and power constraints while withstanding environmental conditions. COTS motors offer substantial output power in a compact, lightweight package, making them ideal for these applications.
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Catalog excerpts

Advancing A&D Systems with Micro Motors-1

A REGAL REXNORD BRAND DES MOTEURS MINIATURES DE PRECISION POUR FAIRE PROGRESSER LES SYSTEMES AEROSPATIAUX ET DE DEFENSE Les secteurs de l’aerospatiale et de la defense sont exigeants et necessitent des solutions de controle de mouvement extremement precises et puissantes. Par consequent, il s’agit de certaines des applications les plus difficiles a concevoir et a mettre en reuvre pour les ingenieurs en controle de mouvement. Les specifications typiques de l’A&D requierent des moteurs capables de resister a des plages de temperatures extremes, de fonctionner dans des conditions de chocs et de vibrations severes et de s’integrer dans des espaces restreints, tout en maintenant des niveaux de performance eleves. Cet article passe en revue ces exigences rigoureuses et aborde les defis de conception auxquels sont confrontes les fabricants de moteurs miniatures de precision. TECHNOLOGIES DES MOTEURS MINIATURES COURAMMENT UTILISEES DANS L’AEROSPATIALE ET LA DEFENSE Trois technologies de moteur sont frequemment utilisees pour repondre aux besoins de mouvement dans les applications de l’A&D : les moteurs CC a balais sans fer, les moteurs CC sans balais (BLDC) et les moteurs pas-a-pas. Les moteurs CC sans fer et CC sans balais sont generalement choisis pour leurs rendements superieurs et leur poids plus faible, les moteurs CC sans balais etant disponibles sous forme cylindrique et plate et utilisant des bobinages avec ou sans encoches. Les moteurs pas-a-pas constituent egalement un choix ideal pour les applications ou la precision est requise, mais ou le rapport prix/performances est le principal facteur determinant. Le tableau ci-dessous presente les caracteristiques de performance de chaque type de moteur : Tableau 1: Caracteristiques de performance des technologies de moteurs miniatures DOCUMENT TECHNIQUE | Page 1 sur 4 © 2023 Portescap. Tous droits reserves.

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Ces trois technologies s’adaptent non seulement aux exigences de performance des applications A&D types, mais aussi à leurs conditions environnementales extrêmes. Les exigences en matière de température en sont un exemple clé, car elles peuvent varier de -55 °C/-67 °F à 200 °C/392 °F ; cela signifie que tous les composants de contrôle de mouvement doivent être spécialement conçus pour résister à ces conditions extrêmes et maintenir des niveaux de performance élevés sur toute la plage de fonctionnement. Les progrès réalisés dans les matériaux, notamment les métaux utilisés dans les carters de...

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Chacune de ces modifications de la conception du moteur doit être prise en compte pour garantir un fonctionnement performant dans des conditions de température extrêmes tout au long du cycle de vie de l’aéronef. De nombreuses conceptions de vannes, qu’elles soient anciennes ou de la génération actuelle, utilisent des moteurs pas-à-pas qui régulent finement la position ou des moteurs CC à balais qui conviennent parfaitement aux vannes tout ou rien. Cependant, les conceptions de la prochaine génération passent progressivement à l’utilisation de moteurs CC sans balais pour les applications d’actionnement...

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balais et CC sans balais ni encoches avec une densité de puissance élevée pour réduire au maximum la taille de l’ensemble du système. Les moteurs CC à balais contribuent également à réduire l’encombrement global, car seule une électronique de commande simple est nécessaire pour le fonctionnement du moteur. Dans l’ensemble, pour les systèmes de mouvement simples, les moteurs CC à balais sont les solutions les plus rentables pour répondre aux exigences des applications en termes de performances, de taille et de durée de vie. Pour des exigences plus strictes, un moteur CC sans balais entièrement...

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*Prices are pre-tax. They exclude delivery charges and customs duties and do not include additional charges for installation or activation options. Prices are indicative only and may vary by country, with changes to the cost of raw materials and exchange rates.