Phân loại và ứng dụng của động cơ

Như chúng ta đã biết, động cơ là một bộ phận quan trọng trong hệ thống truyền động và điều khiển. Với sự phát triển của khoa học công nghệ hiện đại, trọng tâm của động cơ trong ứng dụng thực tế đã bắt đầu chuyển từ bộ truyền động đơn giản sang bộ 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 thiết kế và phương pháp truyền động khác nhau tùy thuộc vào ứng dụng. Thoạt nhìn có vẻ như việc lựa chọn rất phức tạp nên để thực hiện phân loại cơ bản theo công dụng của máy điện quay. Dưới đây chúng tôi sẽ dần dần giới thiệu các loại động cơ tiêu biểu 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 để điều khiển tốc độ và vị trí chính xác và được sử dụng làm "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 từ trở chuyển mạch, 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 bộ phận được điều khiển để đạt được mục đích điều khiển. Nói chung, động cơ servo yêu cầu tốc độ của động cơ phải được điều khiển bằng tín hiệu điện áp đặt vào; tốc độ có thể thay đổi liên tục khi có 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 phản xạ nhanh, âm lượng nhỏ và công suất điều khiển 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 thông thường. Khi độ chính xác điều khiển không cao, động cơ DC thông thường 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 vĩnh cửu AC hoặc động cơ không chổi than DC.
2. Động cơ bước
Cái gọi là động cơ bước là một thiết bị 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 sẽ điều khiển động cơ bước quay một góc cố định theo hướng đã đặt. Chúng ta có thể điều khiển độ 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 khả năng tăng tốc của động cơ có thể được kiểm soát bằng cách điều khiển tần số xung để đạt được mục đích điều chỉnh tốc độ. Hiện nay, 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 nằm ở dạng truyền động xung của nó. Chính đặc điểm này mà động cơ bước có thể kết hợp với công nghệ điều khiển số hiện đại. Tuy nhiên, động cơ bước không tốt bằng động cơ servo DC điều khiển vòng kín truyền thống về độ chính xác 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 có yêu cầu về độ chính xác không đặc biệt cao. Động cơ bước được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực thực tế sản xuất vì cấu trúc đơn giản, độ tin cậy cao và chi phí thấp. Đặc biệt trong lĩnh vực máy công cụ CNC, do động cơ bước không yêu cầu chuyển đổi A/D nên tín hiệu xung kỹ thuật số được chuyển đổi trực tiếp thành chuyển vị góc nên được coi là thiết bị truyền động máy công cụ CNC lý tưởng nhất.
Ngoài ứng dụng trên máy CNC, động cơ bước còn có thể được sử dụng trên các máy khác, chẳng hạn như động cơ trong bộ nạp tự động, ổ đĩa mềm đa năng, cũng như trong máy in và máy vẽ.
Ngoài ra, động cơ bước còn có nhiều khuyết điểm; động cơ bước có thể chạy bình thường ở tốc độ thấp do tần số khởi động không tải của động cơ bước nhưng không thể khởi động ở tốc độ cao hơn tốc độ nhất định, kèm theo tiếng hú chói tai; Độ chính xác của trình điều khiển phân khu của nhà sản xuất có thể khác nhau rất nhiều. Số phân chia càng lớn thì càng khó kiểm soát độ chính xác; và động cơ bước có độ rung và tiếng ồn 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 vĩnh cửu đa cực phẳng. Phần ứng có nhiều khe hơn, số lượng cổ góp và dây dẫn nối tiếp để giảm gợn sóng 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 điện kháng tự cảm nhỏ nên khả năng đáp ứng rất tốt; mômen đầu ra của nó tỷ lệ thuận với dòng điện 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 ở trạng thái khóa. Nếu không giảm tốc bánh răng, tỷ số 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 tốc có thể được loại bỏ.
Động cơ mô-men xoắn AC có thể được chia thành đồng bộ và không đồng bộ. Hiện nay, động cơ mômen không đồng bộ lồng sóc được sử dụng, có đặc tính tốc độ thấp và mô men xoắn lớn. Nói chung, động cơ mô-men xoắn xoay chiều thường được sử dụng trong ngành dệt may, nguyên lý và cấu trúc làm việc của nó giống như động cơ không đồng bộ một pha. Tuy nhiên, do rôto lồng sóc có điện trở lớn nên đặc tính cơ học của nó mềm.
4. Động cơ chuyển mạch từ trở
Động cơ từ trở chuyển mạch là một loại động cơ điều chỉnh tốc độ mới. Cấu trúc của nó cực kỳ đơn giản và chắc chắn, giá thành thấp và hiệu suất điều chỉnh tốc độ rất tuyệt vời. Nó là đối thủ cạnh tranh mạnh mẽ của động cơ điều khiển truyền thống và có tiềm năng thị trường mạnh mẽ. Tuy nhiên, cũng có những vấn đề như gợn sóng mô-men xoắn, tiếng ồn khi chạy và độ rung, cần một 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 có chổi than, nhưng dòng điện truyền động của nó là AC kiên quyết; 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 điện truyền động của động cơ không chổi than, một loại là sóng hình thang (thường là "sóng vuông") và loại 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 servo AC và nó cũng là một loại động cơ servo AC.

Để giảm mô men quán tính, động cơ DC không chổi than thường có cấu trúc "mảnh mai". Động cơ DC không chổi than có trọng lượng và thể tích nhỏ hơn nhiều so với động cơ DC có chổi than và mô men quán tính tương ứng có thể giảm từ 40% đến 50%. Do được gia công bằng vật liệu nam châm vĩnh cửu nên công suất chung của động cơ DC không chổi than là dưới 100 kW.
Động cơ có đặc tính cơ học và đặc tính điều chỉnh tuyến tính tốt, dải tốc độ rộng, tuổi thọ cao, dễ bảo trì và độ ồn thấp, không có hàng loạt vấn đề do chổi than gây ra. Vì vậy, loại động cơ này có hệ thống điều khiển rất tốt. Tiềm năng ứng dụng.