ข่าว

1. มอเตอร์ DC แบบแปรงถ่าน

ในมอเตอร์แบบแปรงถ่าน การทำเช่นนี้ทำได้โดยใช้สวิตช์หมุนบนเพลาของมอเตอร์ที่เรียกว่าคอมมิวเตเตอร์ ซึ่งประกอบด้วยกระบอกสูบหรือแผ่นดิสก์หมุนที่แบ่งออกเป็นส่วนสัมผัสโลหะหลายส่วนบนโรเตอร์ ส่วนต่างๆ เชื่อมต่อกับขดลวดตัวนำบนโรเตอร์ หน้าสัมผัสคงที่สองส่วนหรือมากกว่าที่เรียกว่าแปรงถ่าน ทำจากตัวนำอ่อน เช่น กราไฟต์ กดทับคอมมิวเตเตอร์ ทำให้เกิดหน้าสัมผัสไฟฟ้าแบบเลื่อนกับส่วนสัมผัสที่ต่อเนื่องกันขณะที่โรเตอร์หมุน แปรงถ่านจะจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับขดลวดอย่างเลือกสรร ขณะที่โรเตอร์หมุน คอมมิวเตเตอร์จะเลือกขดลวดที่แตกต่างกัน และกระแสไฟฟ้าที่มีทิศทางจะถูกส่งไปยังขดลวดที่กำหนด ทำให้สนามแม่เหล็กของโรเตอร์ยังคงไม่ตรงกับสเตเตอร์และสร้างแรงบิดในทิศทางเดียว

2. มอเตอร์ DC แบบไร้แปรงถ่าน

ในมอเตอร์กระแสตรงแบบไร้แปรงถ่าน ระบบเซอร์โวอิเล็กทรอนิกส์จะเข้ามาแทนที่หน้าสัมผัสคอมมิวเตเตอร์เชิงกล เซ็นเซอร์อิเล็กทรอนิกส์จะตรวจจับมุมของโรเตอร์และควบคุมสวิตช์เซมิคอนดักเตอร์ เช่น ทรานซิสเตอร์ ซึ่งจะสลับกระแสผ่านขดลวด โดยจะกลับทิศทางของกระแส หรือในมอเตอร์บางตัวจะตัดกระแสที่มุมที่ถูกต้องเพื่อให้แม่เหล็กไฟฟ้าสร้างแรงบิดในทิศทางเดียว การกำจัดหน้าสัมผัสแบบเลื่อนช่วยให้มอเตอร์ไร้แปรงถ่านมีแรงเสียดทานน้อยลงและมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น อายุการใช้งานของมอเตอร์ถูกจำกัดด้วยอายุการใช้งานของตลับลูกปืนเท่านั้น

มอเตอร์ DC แบบแปรงถ่านจะสร้างแรงบิดสูงสุดเมื่อหยุดนิ่ง และจะลดลงเป็นเส้นตรงเมื่อความเร็วเพิ่มขึ้น ข้อจำกัดบางประการของมอเตอร์แบบแปรงถ่านสามารถแก้ไขได้ด้วยมอเตอร์แบบไร้แปรงถ่าน ได้แก่ ประสิทธิภาพที่สูงขึ้นและความไวต่อการสึกหรอทางกลที่ต่ำกว่า ข้อดีเหล่านี้มาพร้อมกับระบบอิเล็กทรอนิกส์ควบคุมที่อาจทนทานกว่า ซับซ้อนกว่า และมีราคาแพงกว่า

มอเตอร์แบบไร้แปรงถ่านทั่วไปมีแม่เหล็กถาวรที่หมุนรอบอาร์เมเจอร์คงที่ ช่วยขจัดปัญหาการเชื่อมต่อกระแสไฟฟ้าเข้ากับอาร์เมเจอร์เคลื่อนที่ ตัวควบคุมอิเล็กทรอนิกส์จะเข้ามาแทนที่ชุดคอมมิวเตเตอร์ของมอเตอร์กระแสตรงแบบมีแปรงถ่าน ซึ่งจะสลับเฟสไปยังขดลวดอย่างต่อเนื่องเพื่อให้มอเตอร์ยังคงหมุนอยู่ ตัวควบคุมจะจ่ายพลังงานแบบกำหนดเวลาที่คล้ายกันโดยใช้วงจรโซลิดสเตตแทนระบบคอมมิวเตเตอร์

มอเตอร์ไร้แปรงถ่านมีข้อดีหลายประการเหนือมอเตอร์ DC แบบมีแปรงถ่าน เช่น อัตราส่วนแรงบิดต่อน้ำหนักที่สูง ประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นทำให้มีแรงบิดต่อวัตต์มากขึ้น ความน่าเชื่อถือที่เพิ่มขึ้น เสียงรบกวนที่ลดลง อายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้นโดยกำจัดการกัดกร่อนของแปรงถ่านและคอมมิวเตเตอร์ กำจัดประกายไฟไอออนไนซ์จาก
คอมมิวเตเตอร์ และการลดสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) โดยรวม เนื่องจากไม่มีขดลวดบนโรเตอร์ จึงไม่เกิดแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง และเนื่องจากขดลวดได้รับการรองรับโดยตัวเรือน จึงสามารถระบายความร้อนด้วยการนำความร้อน โดยไม่ต้องใช้อากาศไหลเวียนภายในมอเตอร์เพื่อระบายความร้อน ซึ่งหมายความว่าภายในมอเตอร์สามารถปิดสนิทและป้องกันสิ่งสกปรกหรือสิ่งแปลกปลอมอื่นๆ ได้

การสับเปลี่ยนมอเตอร์แบบไร้แปรงถ่านสามารถนำไปใช้งานในซอฟต์แวร์โดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ หรืออาจใช้วงจรอนาล็อกหรือดิจิทัลก็ได้ การสับเปลี่ยนด้วยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แทนแปรงถ่านช่วยเพิ่มความยืดหยุ่นและความสามารถที่มอเตอร์กระแสตรงแบบมีแปรงถ่านไม่สามารถให้ได้ เช่น การจำกัดความเร็ว การทำงานแบบไมโครสเต็ปเพื่อควบคุมการเคลื่อนที่ช้าและละเอียด และแรงบิดคงที่เมื่อมอเตอร์หยุดนิ่ง ซอฟต์แวร์ควบคุมสามารถปรับแต่งให้เหมาะสมกับมอเตอร์ที่ใช้งานจริง ส่งผลให้ประสิทธิภาพการสับเปลี่ยนดีขึ้น

พลังงานสูงสุดที่สามารถนำไปใช้กับมอเตอร์ไร้แปรงถ่านนั้นถูกจำกัดเกือบทั้งหมดด้วยความร้อน [จำเป็นต้องมีการอ้างอิง] ความร้อนมากเกินไปจะทำให้แม่เหล็กอ่อนตัวลงและจะทำให้ฉนวนของขดลวดเสียหาย

เมื่อแปลงกระแสไฟฟ้าเป็นพลังงานกล มอเตอร์ไร้แปรงถ่านจะมีประสิทธิภาพมากกว่ามอเตอร์แบบมีแปรงถ่าน เนื่องจากไม่มีแปรงถ่าน ซึ่งช่วยลดการสูญเสียพลังงานกลอันเนื่องมาจากแรงเสียดทาน ประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นจะสูงสุดในช่วงไม่มีโหลดและโหลดต่ำของเส้นโค้งสมรรถนะของมอเตอร์

สภาพแวดล้อมและข้อกำหนดที่ผู้ผลิตใช้มอเตอร์ DC แบบไร้แปรงถ่าน ได้แก่ การทำงานที่ไม่ต้องบำรุงรักษา ความเร็วสูง และการทำงานในที่ที่อาจเกิดประกายไฟได้ (เช่น สภาพแวดล้อมที่อาจระเบิดได้) หรืออาจส่งผลกระทบต่ออุปกรณ์ที่ไวต่อระบบอิเล็กทรอนิกส์

โครงสร้างมอเตอร์แบบไร้แปรงถ่านมีลักษณะคล้ายกับมอเตอร์สเต็ปเปอร์ แต่มอเตอร์ทั้งสองมีความแตกต่างที่สำคัญเนื่องจากความแตกต่างในด้านการใช้งานและการทำงาน แม้ว่ามอเตอร์สเต็ปเปอร์มักจะหยุดทำงานโดยที่โรเตอร์อยู่ในตำแหน่งเชิงมุมที่กำหนดไว้ แต่โดยทั่วไปแล้วมอเตอร์แบบไร้แปรงถ่านจะถูกออกแบบให้หมุนอย่างต่อเนื่อง มอเตอร์ทั้งสองประเภทอาจมีเซ็นเซอร์ตำแหน่งโรเตอร์สำหรับป้อนกลับภายใน ทั้งมอเตอร์สเต็ปเปอร์และมอเตอร์แบบไร้แปรงถ่านที่ออกแบบมาอย่างดีสามารถรักษาแรงบิดจำกัดที่ความเร็วรอบศูนย์ได้