Phân loại và áp dụng động cơ

Như chúng ta đã biết, động cơ là một phần quan trọng của hệ thống truyền và điều khiển. Với sự phát triển của khoa học và công nghệ hiện đại, trọng tâm của động cơ trong các ứng dụng thực tế đã bắt đầu chuyển từ hộp số đơn giản sang điều khiển phức tạp; đặc biệt là tốc độ và vị trí của động cơ. , kiểm soát chính xác mô -men xoắn. Tuy nhiên, động cơ có các phương pháp thiết kế và lái xe khác nhau tùy thuộc vào ứng dụng. Thoạt nhìn, có vẻ như việc lựa chọn rất phức tạp, vì vậy để thực hiện một phân loại cơ bản theo việc sử dụng máy điện quay. Dưới đây, chúng tôi sẽ dần dần giới thiệu các động cơ đại diện nhất, được sử dụng phổ biến nhất và cơ bản nhất trong động cơ - động cơ điều khiển và động cơ điện và động cơ tín hiệu.

Động cơ điều khiển
Động cơ điều khiển chủ yếu được sử dụng trong điều khiển vị trí và tốc độ chính xác và được sử dụng như một "bộ truyền động" trong hệ thống điều khiển. Có thể được chia thành động cơ servo, động cơ bước, động cơ mô -men xoắn, động cơ miễn cưỡng chuyển đổi, động cơ không chổi than DC, v.v.
Động cơ servo
Động cơ servo được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống điều khiển khác nhau để chuyển đổi tín hiệu điện áp đầu vào thành đầu ra cơ học trên trục động cơ và kéo các thành phần được điều khiển để đạt được mục đích điều khiển. Nói chung, động cơ servo yêu cầu tốc độ của động cơ được điều khiển bằng tín hiệu điện áp ứng dụng; Tốc độ có thể liên tục thay đổi với sự thay đổi của tín hiệu điện áp ứng dụng; Mô -men xoắn có thể được điều khiển bởi đầu ra hiện tại của bộ điều khiển; Động cơ được phản xạ nhanh chóng, khối lượng phải nhỏ và công suất điều khiển phải nhỏ. Động cơ servo chủ yếu được sử dụng trong các hệ thống điều khiển chuyển động khác nhau, đặc biệt là hệ thống servo.

Động cơ servo có DC và AC. Động cơ servo sớm nhất là động cơ DC chung. Khi độ chính xác điều khiển không cao, động cơ DC chung được sử dụng làm động cơ servo. Với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu, hầu hết các động cơ servo đều đề cập đến động cơ servo đồng bộ nam châm AC vĩnh viễn hoặc động cơ không chổi than DC.
2. Động cơ bước
Cái gọi là động cơ bước là một bộ truyền động chuyển đổi các xung điện thành chuyển vị góc. Tổng quát hơn, khi trình điều khiển bước nhận được tín hiệu xung, nó điều khiển động cơ bước để xoay một góc cố định theo hướng đặt. Chúng ta có thể kiểm soát sự dịch chuyển góc của động cơ bằng cách điều khiển số lượng xung để đạt được vị trí chính xác. Đồng thời, tốc độ và gia tốc của động cơ có thể được kiểm soát bằng cách kiểm soát tần số xung để đạt được mục đích điều chỉnh tốc độ. Hiện tại, động cơ bước được sử dụng phổ biến hơn bao gồm động cơ bước phản ứng (VR), động cơ bước nam châm vĩnh cửu (PM), động cơ bước lai (HB) và động cơ bước một pha.

Sự khác biệt giữa động cơ bước và động cơ bình thường chủ yếu ở dạng ổ đĩa của nó. Đây là tính năng mà động cơ bước có thể được kết hợp với công nghệ điều khiển kỹ thuật số hiện đại. Tuy nhiên, động cơ bước không tốt bằng động cơ DC servo được điều khiển trong vòng kín truyền thống về độ chính xác của điều khiển, phạm vi biến đổi tốc độ và hiệu suất tốc độ thấp; Do đó, nó chủ yếu được sử dụng trong các ứng dụng mà các yêu cầu chính xác không đặc biệt cao. Động cơ Stepper được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực thực hành sản xuất khác nhau vì cấu trúc đơn giản, độ tin cậy cao và chi phí thấp. Đặc biệt trong lĩnh vực máy công cụ CNC, vì động cơ bước không yêu cầu chuyển đổi A/D, tín hiệu xung kỹ thuật số được chuyển đổi trực tiếp thành một chuyển vị góc, do đó nó được coi là bộ truyền động công cụ máy CNC lý tưởng nhất.
Ngoài ứng dụng trên các máy CNC, các động cơ Stepper cũng có thể được sử dụng trên các máy khác, chẳng hạn như động cơ trong các bộ cấp nguồn tự động, như các ổ đĩa mềm có mục đích chung, cũng như trong máy in và máy vẽ.
Ngoài ra, động cơ Stepper cũng có nhiều khiếm khuyết; Động cơ bước có thể chạy bình thường ở tốc độ thấp do tần số khởi động không tải của động cơ bước, nhưng chúng không thể bắt đầu ở tốc độ cao hơn so với tốc độ nhất định, kèm theo âm thanh hú sắc nét; Độ chính xác của trình điều khiển phân khu của nhà sản xuất có thể thay đổi rất nhiều. Số phân khu càng lớn, càng khó kiểm soát độ chính xác; và động cơ bước có độ rung và nhiễu lớn hơn khi quay ở tốc độ thấp.
3. Động cơ mô -men xoắn
Cái gọi là động cơ mô-men xoắn là động cơ DC nam châm đa dạng đa cực phẳng. Phần ứng có nhiều khe, số lượng cổ góp và dây dẫn loạt để giảm mô -men xoắn và xung tốc độ. Động cơ mô -men xoắn có hai loại động cơ mô -men xoắn DC và động cơ mô -men xoắn AC.

Trong số đó, động cơ mô-men xoắn DC có một phản ứng tự cảm động nhỏ, vì vậy khả năng đáp ứng là rất tốt; Mô -men xoắn đầu ra của nó tỷ lệ thuận với dòng đầu vào, không phụ thuộc vào tốc độ và vị trí của rôto; Nó có thể được kết nối trực tiếp với tải ở tốc độ thấp khi nó gần với trạng thái bị khóa. Nếu không giảm bánh răng, tỷ lệ mô-men xoắn trên quán tính cao có thể được tạo ra trên trục của tải và lỗi hệ thống do sử dụng bánh răng giảm có thể được loại bỏ.
Động cơ mô -men xoắn AC có thể được chia thành đồng bộ và không đồng bộ. Hiện tại, động cơ mô-men xoắn không đồng bộ của Squirrel-lồng được sử dụng, có đặc điểm của tốc độ thấp và mô-men xoắn lớn. Nói chung, một động cơ mô-men xoắn AC thường được sử dụng trong ngành dệt may, và nguyên tắc và cấu trúc làm việc của nó giống như các động cơ không đồng bộ một pha. Tuy nhiên, vì rôto lồng sóc có điện trở lớn, các đặc tính cơ học của nó là mềm.
4. Động cơ miễn cưỡng chuyển đổi
Động cơ miễn cưỡng chuyển đổi là một loại động cơ điều chỉnh tốc độ mới. Cấu trúc của nó cực kỳ đơn giản và chắc chắn, chi phí của nó thấp và hiệu suất điều chỉnh tốc độ của nó là tuyệt vời. Đây là một đối thủ cạnh tranh mạnh mẽ của các động cơ điều khiển truyền thống và có tiềm năng thị trường mạnh mẽ. Tuy nhiên, cũng có những vấn đề như mô -men xoắn, tiếng ồn và độ rung, đòi hỏi một chút thời gian để tối ưu hóa và thích ứng với ứng dụng thị trường thực tế.

5. Động cơ DC không chổi than
Động cơ DC không chổi than (BLDCM) được phát triển trên cơ sở động cơ DC được chải, nhưng dòng lái của nó là không khoan nhượng AC; Động cơ DC không chổi than có thể được chia thành động cơ tốc độ không chổi than và động cơ mô -men xoắn không chổi than. . Nói chung, có hai loại dòng lái của một động cơ không chổi than, một là sóng hình thang (thường là "sóng vuông"), và cái còn lại là sóng hình sin. Đôi khi cái trước được gọi là động cơ không chổi than DC, cái sau được gọi là động cơ AC servo, và nó cũng là một loại động cơ servo AC.

Để giảm thời điểm quán tính, động cơ DC không chổi than thường áp dụng cấu trúc "mảnh khảnh". Động cơ DC không chổi than có trọng lượng và khối lượng nhỏ hơn nhiều so với động cơ DC được chải và thời điểm quán tính tương ứng có thể giảm 40% xuống 50%. Do việc xử lý các vật liệu nam châm vĩnh cửu, công suất chung của động cơ DC không chổi than là dưới 100 kW.
Động cơ có tính tuyến tính tốt của các đặc tính cơ học và đặc điểm điều chỉnh, phạm vi tốc độ rộng, tuổi thọ dài, bảo trì dễ dàng và tiếng ồn thấp, và không có một loạt vấn đề gây ra bởi bàn chải. Do đó, loại động cơ này có hệ thống điều khiển tuyệt vời. Tiềm năng ứng dụng.