Các loại động cơ là gì?

Trong thế giới động cơ, có bốn loại chính: động cơ AC, động cơ DC, động cơ servo và động cơ bước. Mỗi loại có đặc điểm độc đáo và có ứng dụng, lợi thế và hạn chế khác nhau.

Từ việc sử dụng chung trong các thiết bị gia dụng và máy móc công nghiệp đến điều khiển chính xác robot và máy công cụ CNC, hãy để tôi khám phá những gì bốn động cơ này có thể cung cấp.

Động cơ AC là gì?

Động cơ biến đổi tần là một loại động cơ điện sử dụng hiện tượng cảm ứng điện từ.

Nó là một loại dòng điện thường xuyên đảo ngược hướng và thay đổi cường độ liên tục theo thời gian.

Dòng điện này trái ngược với dòng điện liên tiếp, hoặc DC, mà chỉ chảy theo một hướng.Một động cơ AC có thể cung cấp một phương pháp tương đương hiệu quả để sản xuất năng lượng cơ học từ một tín hiệu đầu vào điện đơn giản.

Một động cơ AC thường bao gồm hai bộ phận thiết yếu: một stator và một rotor.Nó có cuộn dây và được cung cấp với dòng điện xoay để tạo ra một trường từ quay.

Rotor ở bên trong, đó là phần quay của động cơ, nó tạo ra một từ trường quay thứ hai bằng cách gắn vào trục đầu ra.hoặc cuộn dây điện có thể tạo ra các rotor từ trường.

1Động cơ AC hoạt động như thế nào?

Để hiểu cách hoạt động chính xác của động cơ biến đổi, chúng ta cần biết đặc điểm thiết yếu của nó.Nhưng lý do cơ bản cho điều đó là thực tế rằng nó chạy rõ ràng trên dòng điện xoay.

Dòng điện thay thế là dòng điện mà hướng dòng chảy xung quanh một mạch được đảo ngược theo khoảng thời gian đều đặn.trong khi một mạch DC vẫn tương đối ổn định.

Bây giờ, động cơ AC dựa vào một thiết bị gọi là một máy phát điện để tạo ra hướng sạc thay đổi này.Khi điện được truyền qua một trục quay, rotor, một trường điện từ, hoặc EMF thường được tạo ra trong máy phát đó.

Trong khi đó, stator quay xung quanh chính nó hoặc trong một bộ cuộn dây tĩnh.EMF kết quả chuyển hướng hoặc cực tại các điểm thiết lập tương đối với stator.

Nó xảy ra bởi vì nó được tạo ra bởi một rotor sạc quay trên một trục cố định.sự đảo ngược định kỳ hướng dòng trong động cơ AC xảy ra ở các khoảng thời gian thường xuyên và có thể dự đoán.

Tất cả những điều này có thể được so sánh với một piston hoặc buồm, mà di chuyển nước xung quanh một hệ thống ống dẫn.nó đẩy nước qua lại và đi qua vòng qua ống dẫn.

2Ưu điểm của động cơ AC

Là người tiên phong trong sản xuất động cơ, DHmotor hiểu một số lợi ích mà động cơ AC của chúng tôi có thể mang lại cho các ngành công nghiệp trên toàn thế giới.

Sức bền

Các động cơ điện AC cực kỳ bền vì không giống như hầu hết các động cơ DC, chúng không có bàn chải.

Vì động cơ AC không có vấn đề này, điều này có nghĩa là chúng thường có tuổi thọ dài và được ưa chuộng bởi những người đang tìm kiếm một giải pháp mang tính mòn cực kỳ lâu.

Nhu cầu năng lượng thấp để khởi động

Với năng lượng thấp cần thiết để khởi động, điều này có nghĩa là động cơ AC có thể phân phối năng lượng đồng đều hơn và có thể duy trì mức năng lượng nhất quán trong suốt hoạt động của chúng.

Nó cũng làm giảm nguy cơ kiệt sức, có thể xảy ra khi động cơ bị quá tải khi khởi động.

Tốc độ gia tốc được kiểm soát

Tốc độ gia tốc được kiểm soát trong động cơ AC có nghĩa là chúng cho phép chuyển động ổn định và được kiểm soát, đó là chìa khóa cho nhiều ứng dụng đòi hỏi trên toàn cầu.

Nó cũng làm giảm sự hao mòn vì tốc độ không tăng và giảm đột ngột, do đó gây ra ít áp lực hơn lên động cơ.

Tốc độ tăng tốc được kiểm soát đặc biệt quan trọng đối với các ứng dụng như máy di chuyển xe lượn, nơi tốc độ phải ổn định và không đổi để đảm bảo nó hoạt động đúng cách.

3. Những nhược điểm của động cơ AC

• Những nhược điểm của động cơ AC bao gồm những điều sau.
• Các mô-men xoắn khởi động của động cơ này là rất ít
• Ở tốc độ thấp, nó sẽ không hoạt động
• Kiểm soát vị trí kém
• Tốc độ giới hạn thông qua nguồn cung cấp tần số

4Ứng dụng của động cơ AC

• Máy gia dụng
• Máy tính
• Máy quạt và máy điều hòa không khí
• Máy bơm thủy lực và bơm tưới
• Thiết bị vận chuyển

Những động cơ này được sử dụng trong công cụ điện, đồng hồ, ổ đĩa, quạt, máy thổi, máy bơm, máy nén, máy nén, hệ thống vận chuyển, máy quay âm thanh, thiết bị gia dụng,Máy giặt & khu vực công nghiệp.

Động cơ DC là gì?

Động cơ DC là một thiết bị điện chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học.

Một thành phần xoay được gọi là cuộn dây cáp nằm bên trong vỏ động cơ được bao quanh bởi nam châm vĩnh cửu mạnh.

Khi một dòng điện được áp dụng cho armature thông qua một công tắc điện quay gọi là một bộ chuyển đổi,từ trường được tạo ra bởi armature tương tác với từ trường của nam châm cố định để áp dụng một mô-men xoắn trên armature, khiến nó quay.

Chúng tôi giới thiệu động cơ DC chi tiết hơn trong bài viết này một hướng dẫn toàn diện về động cơ DC, bạn có thể nhấp vào nó để tìm hiểu thêm.

1Động cơ DC hoạt động như thế nào?

Rotor thường nằm bên trong động cơ, trong khi stator nằm bên ngoài.Rotor chứa cuộn dây cuộn được cung cấp bởi dòng DC và stator chứa hoặc nam châm vĩnh viễn hoặc cuộn dây điện từ.

Khi động cơ được chạy bằng dòng DC, một từ trường được tạo ra bên trong stator, thu hút và đẩy lùi nam châm trên rotor. Điều này khiến rotor bắt đầu quay.Để giữ cho rotor quay, động cơ có bộ chuyển đổi.

Khi rotor thẳng hàng với từ trường, nó sẽ ngừng quay, nhưng trong trường hợp này bộ chuyển đổi sẽ đảo ngược dòng chảy qua stator và theo cách này đảo ngược từ trường.Bằng cách này rotor có thể tiếp tục quayDưới đây là một sơ đồ hiển thị sơ đồ về cách hoạt động của động cơ DC.

2. Ưu điểm của DC Motor

• Chúng phù hợp với mô-men xoắn tốc độ thấp
• Chúng có tốc độ điều chỉnh.
• Họ cung cấp một loạt các điều khiển tốc độ cả dưới và trên tốc độ định mức
• Họ có một mô-men xoắn khởi động rất cao và mạnh mẽ
• Chúng được sử dụng trong các thiết bị như tàu điện và cần cẩu có tải trọng áp đảo trong điều kiện ban đầu
• Họ có giá cả phải chăng hơn
• Việc bảo trì chúng rất dễ dàng và không mất nhiều thời gian

3. Những nhược điểm của động cơ DC

• Động cơ DC có chi phí ban đầu cao.
• Chi phí bảo trì cao và tăng hoạt động do sự hiện diện của bàn chải và bộ chuyển đổi.
• Do lửa ở bàn chải, động cơ DC không thể hoạt động trong điều kiện nổ và nguy hiểm.
• Khi tốc độ tăng lên, trục rung động và dây chuyền bị hư hại.
• Các bộ chuyển đổi được yêu cầu để cung cấp năng lượng cho động cơ.

4Ứng dụng của động cơ DC

Động cơ DC (Series) được sử dụng khi mô-men xoắn khởi động cao được yêu cầu và biến đổi tốc độ là có thể.Máy may, vv

Động cơ DC (Shunt) là một loại động cơ đặc biệt được sử dụng khi cần tốc độ không đổi.

Servo motor là gì?

Động cơ servo là một loại động cơ có thể quay với độ chính xác cao. Thông thường loại động cơ này bao gồm một mạch điều khiển cung cấp phản hồi về vị trí hiện tại của trục động cơ,phản hồi này cho phép các động cơ servo để xoay với độ chính xác cao.

Nếu bạn muốn xoay một vật thể ở một số góc hoặc khoảng cách cụ thể, sau đó bạn sử dụng một động cơ servo. nó chỉ bao gồm một động cơ đơn giản mà chạy thông qua một cơ chế servo.Nếu động cơ được cung cấp bởi một nguồn điện DC thì nó được gọi là động cơ DC servo, và nếu nó là động cơ chạy AC thì nó được gọi là động cơ AC servo.

1. Ưu điểm của Servo Motor

Điện năng cao hơn: Một động cơ servo tạo ra một công suất cao. Nếu bạn đang trong các vấn đề toán học mãnh liệt, bạn có thể tính toán công suất độc lập,nhưng bạn cũng có thể để một ổ servo làm công việc cho bạn.

Động lực tăng tốc: Nhìn vào sự khác biệt giữa một servo và một động cơ bước, bạn sẽ thấy rằng một động cơ servo có thể tăng tốc tải do tỷ lệ mô-men xoắn cao của nó.Nó nhận được mô-men xoắn tăng từ việc sử dụng hộp số cùng với các động cơ để cung cấp một tốc độ đáng tin cậy.

Quản lý thời gian ngắn: Một chi tiết tuyệt vời về một động cơ servo là nó sử dụng nhiều năng lượng như cần thiết, có nghĩa là nó sẽ không áp dụng bất kỳ năng lượng bổ sung,cho phép sử dụng năng lượng và mô-men xoắn hiệu quả trong thời gian ngắn hơn.

2. Những nhược điểm của Servo Motor

• Bộ điều khiển phức tạp
• Điều khiển động cơ có thể là một thách thức. Bạn phải thiết lập các thông số dẫn xuất tích phân tỷ lệ (PID) trong khi điều chỉnh chúng, có thể là một nhiệm vụ phức tạp cho nhiều người để xử lý.
• Hư hại tiềm tàng do quá tải
• Một động cơ có thể dễ bị hư hỏng hơn do quá tải vì mô-men xoắn đỉnh chỉ giới hạn trong một phần trăm chu kỳ làm việc.

Chi phí cao hơn

Cuối cùng, có khả năng cài đặt một hệ thống động cơ servo sẽ tốn kém hơn một động cơ bước. Nếu nhiệm vụ đòi hỏi tốc độ và độ chính xác tối thiểu, một động cơ bước có thể là lựa chọn tốt nhất của bạn.cho những nhiệm vụ nặng nề hơn, một servo đáng giá giá thêm.

3Ứng dụng của Servo Motors

Các động cơ servo có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực và ngành công nghiệp khác nhau.

Robot: Máy chủ servo được sử dụng để cung cấp chuyển động và lực chính xác cho cánh tay, chân, khớp, kẹp, vv.vv.

Máy CNC: Động cơ servo được sử dụng để điều khiển trục của máy CNC như máy quay, máy xay, bộ định tuyến, v.v.Chúng cho phép máy CNC thực hiện các hoạt động gia công chính xác và phức tạp như cắt, khoan, khắc, vv

Sản xuất tự động: Động cơ servo được sử dụng để điều khiển chuyển động và vị trí của các thành phần và thiết bị khác nhau trong các hệ thống sản xuất tự động, chẳng hạn như máy vận chuyển, máy cho ăn, máy tải,máy thả hàng, vv Chúng cho phép các hệ thống sản xuất tự động đạt được năng suất và chất lượng cao.

Thiết bị y tế: Các động cơ servo được sử dụng để vận hành các thiết bị và dụng cụ y tế khác nhau như robot phẫu thuật, máy quét, máy bơm, máy thở, v.v.Chúng cho phép thiết bị y tế thực hiện các hoạt động và điều trị chính xác và an toàn.

Stepper Motor là gì?

Động cơ bước là một loại động cơ điện di chuyển trong chính xác, tăng nhỏ hoặc bước thay vì liên tục.Động cơ điện đồng bộ chuyển đổi xung số thành xoay trục cơ học.

Chúng thường được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp đòi hỏi điều khiển chuyển động chính xác, chẳng hạn như robot, in 3D, máy CNC và dây chuyền sản xuất tự động.

1Ưu điểm của động cơ bước

Sự linh hoạt:Động cơ bước cung cấp tính linh hoạt trong ứng dụng cho một loạt các ứng dụng bởi vì thiết kế của động cơ bước cung cấp mô-men xoắn giữ liên tục mà không cần động cơ được cung cấp năng lượng.

Bộ mô-men xoắn lớn hơn: Bộ mô-men xoắn của động cơ bước của một động cơ servo cùng kích thước, ở tốc độ thấp hơn lớn hơn so với động cơ servo.

Giá rẻ hơn Servo Motors: Stepper Motor thường được sử dụng trong một hệ thống Open Loop không yêu cầu phản hồi vị trí hoặc mô-men xoắn, làm cho Stepper Motor đơn giản hơn và ít tốn kém hơn để điều khiển.Động cơ Stepper tự nó là bộ chuyển đổi vị trí.

Mô-men xoắn tốc độ thấp tuyệt vời: Các động cơ bước cung cấp mô-men xoắn tốc độ thấp tuyệt vời, có nghĩa là động cơ sẽ lái nhiều tải mà không cần sử dụng bất kỳ cơ chế bánh răng hoặc hộp số bổ sung nào.

2. Những nhược điểm của động cơ bước

Phạm vi tốc độ hạn chế: Một trong những nhược điểm quan trọng nhất của động cơ bước là phạm vi tốc độ hạn chế của chúng. Chúng xuất sắc trong các ứng dụng tốc độ thấp nhưng phải vật lộn để duy trì tốc độ cao một cách hiệu quả.

Khi tốc độ tăng lên, mô-men xoắn xuất giảm nhanh chóng, dẫn đến một hiện tượng được gọi là "cogging". Hạn chế này hạn chế việc sử dụng chúng trong các ứng dụng đòi hỏi quay liên tục tốc độ cao.

Thiếu chuyển động mượt mà: Động cơ bước tạo ra chuyển động trong các bước rời rạc, có thể dẫn đến hiệu ứng ′′stepping′′ đáng chú ý trong một số ứng dụng nhất định, đặc biệt là khi di chuyển ở tốc độ chậm.

Tính năng này có thể dẫn đến rung động và tiếng ồn, khiến chúng không phù hợp với các ứng dụng đòi hỏi chuyển động mượt mà và yên tĩnh, chẳng hạn như gimbal máy ảnh cao cấp.

Các vấn đề cộng hưởng: Các động cơ bước dễ bị cộng hưởng, một hiện tượng mà rung động cơ học có thể gây ra sự mất chính xác và thậm chí dẫn đến các bước bỏ lỡ.Kiểm soát cộng hưởng có thể là một thách thức và thường đòi hỏi các cơ chế giảm áp bổ sung hoặc các thuật toán điều khiển phức tạp.

3Ứng dụng của động cơ bước

Động cơ bước được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp và ứng dụng khác nhau đòi hỏi kiểm soát chuyển động chính xác.

Robot: Động cơ bước được sử dụng trong các ứng dụng robot khác nhau, bao gồm cánh tay robot, kẹp và robot di động.Điều khiển chuyển động chính xác được cung cấp bởi động cơ bước là rất cần thiết cho các ứng dụng này.

Máy CNC: Động cơ bước thường được sử dụng trong máy điều khiển số máy tính (CNC) để điều khiển chính xác công cụ cắt.quan trọng đối với chế biến chất lượng cao.

In 3D: Động cơ bước được sử dụng rộng rãi trong máy in 3D để kiểm soát chính xác đầu in và chuyển động của giường in.

Ngành dệt may: Động cơ bước được sử dụng trong máy dệt may để kiểm soát chính xác nguồn cung cấp vải và chuyển động đầu dệt

Sự khác biệt giữa bốn loại động cơ này là gì?

1. Sự ổn định

Nếu sự ổn định là một yêu cầu, bạn sẽ muốn hấp dẫn về phía động cơ bước.Vì vậy, nếu bạn có một tình huống mà động cơ cần phải giữ một tải vẫn, hoặc một ứng dụng khác nơi thiếu ổn định có thể can thiệp vào quá trình, bạn thường nên sử dụng động cơ bước.

2. Động lực

Động cơ DC, được biết đến với khả năng tạo mô-men xoắn cao, rất có giá trị trong các ứng dụng mà kiểm soát tốc độ là điều cần thiết.có thể cung cấp mô-men xoắn ổn định và ổn định hơn trên các phạm vi tốc độ khác nhau.

Nói chung, động cơ DC cung cấp phản ứng nhanh hơn đối với thay đổi tải so với động cơ AC. Mặt khác, động cơ AC xuất sắc trong các kịch bản đòi hỏi mô-men xoắn biến đổi và tốc độ cao.

Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý là động cơ biến đổi thường bị trượt và mất dòng điện cảm ứng, dẫn đến các vấn đề về hiệu quả.

Ngược lại, động cơ DC, một loại chính trong quang phổ động cơ AC và động cơ DC, được coi là hiệu quả hơn khoảng 30 phần trăm do sử dụng nam châm vĩnh viễn.

Trong so sánh giữa động cơ bước và động cơ servo, nó thường được tìm thấy rằng bạn có thể đạt được mô-men xoắn tương tự từ một động cơ bước như từ một động cơ servo.

Servo thường cung cấp hiệu suất cao hơn, với đường cong tốc độ linh hoạt hơn và mô-men xoắn đỉnh phụ thuộc vào thời gian.một động cơ bước tối ưu thường có thể thực hiện cùng một công việc giá cả phải chăng hơn trong nhiều ứng dụng động cơ AC và động cơ DC.

Kết luận

Nếu bạn vẫn đang tự hỏi và bối rối về động cơ nào là tốt nhất trong số tất cả,Thực tế là mỗi người là tốt nhất dựa trên ứng dụng độc đáo của nó và vai trò chức năng và đọc bài viết này sẽ giúp bạn chọn đúng.