ข่าว

1. มอเตอร์ DC แบบแปรงถ่าน

ในมอเตอร์แบบมีแปรงถ่าน วิธีนี้ทำได้โดยใช้สวิตช์หมุนบนเพลาของมอเตอร์ที่เรียกว่าคอมมิวเตเตอร์ ซึ่งประกอบด้วยกระบอกสูบหรือดิสก์หมุนที่แบ่งออกเป็นส่วนสัมผัสโลหะหลายส่วนบนโรเตอร์ ส่วนต่างๆ เชื่อมต่อกับขดลวดตัวนำบนโรเตอร์ หน้าสัมผัสคงที่สองส่วนขึ้นไปที่เรียกว่าแปรงถ่าน ซึ่งทำจากตัวนำอ่อน เช่น กราไฟต์ กดทับคอมมิวเตเตอร์ ทำให้เกิดหน้าสัมผัสไฟฟ้าแบบเลื่อนกับส่วนต่อเนื่องขณะที่โรเตอร์หมุน แปรงถ่านจะจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับขดลวดตามการเลือก ขณะที่โรเตอร์หมุน คอมมิวเตเตอร์จะเลือกขดลวดที่แตกต่างกัน และกระแสไฟฟ้าตามทิศทางจะถูกจ่ายไปยังขดลวดที่กำหนดเพื่อให้สนามแม่เหล็กของโรเตอร์ยังคงไม่ตรงกับสเตเตอร์และสร้างแรงบิดในทิศทางเดียว

2. มอเตอร์ DC แบบไม่มีแปรงถ่าน

ในมอเตอร์ DC แบบไม่มีแปรงถ่าน ระบบเซอร์โวอิเล็กทรอนิกส์จะเข้ามาแทนที่หน้าสัมผัสคอมมิวเตเตอร์เชิงกล เซ็นเซอร์อิเล็กทรอนิกส์จะตรวจจับมุมของโรเตอร์และควบคุมสวิตช์เซมิคอนดักเตอร์ เช่น ทรานซิสเตอร์ ซึ่งจะสลับกระแสผ่านขดลวด โดยจะย้อนทิศทางของกระแสหรือในมอเตอร์บางตัวจะปิดกระแสในมุมที่ถูกต้องเพื่อให้แม่เหล็กไฟฟ้าสร้างแรงบิดในทิศทางเดียว การกำจัดหน้าสัมผัสแบบเลื่อนช่วยให้มอเตอร์แบบไม่มีแปรงถ่านมีแรงเสียดทานน้อยลงและมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น อายุการใช้งานของมอเตอร์จะถูกจำกัดด้วยอายุการใช้งานของตลับลูกปืนเท่านั้น

มอเตอร์ DC แบบแปรงถ่านจะสร้างแรงบิดสูงสุดเมื่อหยุดนิ่ง และจะลดลงแบบเชิงเส้นเมื่อความเร็วเพิ่มขึ้น ข้อจำกัดบางประการของมอเตอร์แบบแปรงถ่านสามารถเอาชนะได้ด้วยมอเตอร์แบบไร้แปรงถ่าน ได้แก่ ประสิทธิภาพที่สูงขึ้นและความไวต่อการสึกหรอทางกลไกที่ต่ำกว่า ข้อดีเหล่านี้ต้องแลกมาด้วยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ควบคุมที่อาจทนทานน้อยกว่า ซับซ้อนกว่า และมีราคาแพงกว่า

มอเตอร์ไร้แปรงถ่านทั่วไปมีแม่เหล็กถาวรที่หมุนรอบอาร์เมเจอร์คงที่ ซึ่งช่วยขจัดปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการเชื่อมต่อกระแสไฟฟ้ากับอาร์เมเจอร์ที่เคลื่อนที่ ตัวควบคุมอิเล็กทรอนิกส์เข้ามาแทนที่ชุดคอมมิวเตเตอร์ของมอเตอร์ DC แบบแปรงถ่าน ซึ่งจะสลับเฟสไปยังขดลวดอย่างต่อเนื่องเพื่อให้มอเตอร์หมุนต่อไป ตัวควบคุมจะทำการจ่ายพลังงานแบบกำหนดเวลาที่คล้ายคลึงกันโดยใช้วงจรโซลิดสเตตแทนระบบคอมมิวเตเตอร์

มอเตอร์แบบไม่มีแปรงถ่านมีข้อดีหลายประการเหนือมอเตอร์ DC แบบมีแปรงถ่าน เช่น อัตราส่วนแรงบิดต่อน้ำหนักที่สูง ประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นซึ่งผลิตแรงบิดต่อวัตต์ได้มากขึ้น ความน่าเชื่อถือที่เพิ่มขึ้น เสียงรบกวนที่ลดลง อายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้นโดยกำจัดการกัดกร่อนของแปรงถ่านและคอมมิวเตเตอร์ กำจัดประกายไฟไอออนไนซ์จาก
คอมมิวเตเตอร์ และการลดสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) โดยรวม เนื่องจากไม่มีขดลวดบนโรเตอร์ ขดลวดจึงไม่ได้รับแรงเหวี่ยง และเนื่องจากขดลวดได้รับการรองรับโดยตัวเรือน จึงสามารถระบายความร้อนด้วยการนำไฟฟ้า โดยไม่ต้องใช้การไหลของอากาศภายในมอเตอร์เพื่อระบายความร้อน ซึ่งหมายความว่าชิ้นส่วนภายในของมอเตอร์สามารถปิดสนิทและป้องกันสิ่งสกปรกหรือสิ่งแปลกปลอมอื่นๆ ได้

การสับเปลี่ยนมอเตอร์แบบไม่มีแปรงถ่านสามารถนำไปใช้งานในซอฟต์แวร์โดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ หรืออาจนำไปใช้งานโดยใช้วงจรอนาล็อกหรือดิจิทัลก็ได้ การสับเปลี่ยนด้วยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แทนแปรงถ่านช่วยให้มีความยืดหยุ่นและความสามารถที่มากขึ้นซึ่งไม่มีในมอเตอร์ DC แบบแปรงถ่าน รวมถึงการจำกัดความเร็ว การทำงานแบบไมโครสเต็ปสำหรับการควบคุมการเคลื่อนที่ช้าและละเอียด และแรงบิดยึดเมื่อหยุดนิ่ง ซอฟต์แวร์คอนโทรลเลอร์สามารถปรับแต่งให้เหมาะกับมอเตอร์เฉพาะที่ใช้ในแอปพลิเคชันได้ ส่งผลให้มีประสิทธิภาพในการสับเปลี่ยนที่มากขึ้น

พลังงานสูงสุดที่สามารถนำไปใช้กับมอเตอร์แบบไม่มีแปรงถ่านนั้นถูกจำกัดเกือบทั้งหมดโดยความร้อน[จำเป็นต้องมีการอ้างอิง] ความร้อนมากเกินไปจะทำให้แม่เหล็กอ่อนตัวลงและจะทำให้ฉนวนของขดลวดได้รับความเสียหาย

เมื่อแปลงไฟฟ้าเป็นพลังงานกล มอเตอร์ไร้แปรงถ่านจะมีประสิทธิภาพมากกว่ามอเตอร์แบบแปรงถ่าน เนื่องจากไม่มีแปรงถ่านเป็นหลัก ซึ่งช่วยลดการสูญเสียพลังงานกลอันเนื่องมาจากแรงเสียดทาน ประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นจะดีที่สุดในช่วงไม่มีโหลดและโหลดต่ำของเส้นโค้งประสิทธิภาพของมอเตอร์

สภาพแวดล้อมและข้อกำหนดที่ผู้ผลิตใช้มอเตอร์ DC แบบไม่มีแปรงถ่าน ได้แก่ การทำงานที่ไม่ต้องบำรุงรักษา ความเร็วสูง และการทำงานที่มีประกายไฟเป็นอันตราย (เช่น สภาพแวดล้อมที่อาจเกิดการระเบิดได้) หรืออาจส่งผลกระทบต่ออุปกรณ์ที่มีความอ่อนไหวต่อระบบอิเล็กทรอนิกส์

โครงสร้างของมอเตอร์แบบไม่มีแปรงถ่านนั้นคล้ายกับมอเตอร์สเต็ปเปอร์ แต่มอเตอร์ทั้งสองชนิดมีความแตกต่างที่สำคัญเนื่องมาจากความแตกต่างในการใช้งานและการทำงาน ในขณะที่มอเตอร์สเต็ปเปอร์มักจะหยุดทำงานโดยที่โรเตอร์อยู่ในตำแหน่งเชิงมุมที่กำหนดไว้ มอเตอร์แบบไม่มีแปรงถ่านนั้นมักจะถูกออกแบบให้หมุนอย่างต่อเนื่อง มอเตอร์ทั้งสองประเภทอาจมีเซ็นเซอร์ตำแหน่งโรเตอร์เพื่อรับข้อมูลป้อนกลับภายใน ทั้งมอเตอร์สเต็ปเปอร์และมอเตอร์แบบไม่มีแปรงถ่านที่ออกแบบมาอย่างดีสามารถรักษาแรงบิดจำกัดที่รอบต่อนาทีเป็นศูนย์ได้