มอเตอร์เป็นอุปกรณ์ที่สร้างพลังงานกลจากพลังงานไฟฟ้า พวกมันถูกใช้ในสิ่งของที่เคลื่อนย้ายได้ทุกประเภท ตั้งแต่เครื่องใช้ในครัวเรือนที่คุ้นเคย เช่น เครื่องซักผ้า พัดลมไฟฟ้า และเครื่องปรับอากาศ ไปจนถึงสิ่งของที่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างพื้นฐานทางสังคม เช่น ตู้เอทีเอ็ม (เครื่องเอทีเอ็ม) และประตูตรวจตั๋วอัตโนมัติ
ในแง่นั้นอาจกล่าวได้ว่าทุกคนที่มีชีวิตอยู่ในปัจจุบันได้รับประโยชน์จากประโยชน์ของมอเตอร์ นอกจากมอเตอร์แล้ว แหล่งพลังงานที่สร้างพลังงานกลยังรวมถึงเครื่องยนต์และเครื่องยนต์ไอน้ำด้วย
อย่างไรก็ตาม มอเตอร์มีคุณสมบัติสามประการที่แหล่งพลังงานอื่นไม่มี
ตัวอย่างเช่น ประสิทธิภาพเชิงความร้อนของเครื่องยนต์ทั่วไปจะอยู่ที่ 30 ถึง 40% ซึ่งหมายความว่าพลังงานอินพุตเพียง 30 ถึง 40% เท่านั้นที่จะถูกใช้เป็นพลังงาน และส่วนที่เหลืออีก 60 ถึง 70% จะสูญเปล่าไปเป็นความร้อน
ในทางกลับกัน ประสิทธิภาพการแปลงพลังงานของมอเตอร์มีมากกว่า 80% ด้วยวิธีนี้ เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องยนต์แล้ว พลังงานสามารถเปลี่ยนเป็นพลังงานได้โดยไม่สิ้นเปลือง
เครื่องยนต์ประกอบด้วยชิ้นส่วนเครื่องจักรกลจำนวนมาก และแต่ละชิ้นส่วนจะต้องทำด้วยความแม่นยำสูง นอกจากนี้ เซ็นเซอร์จำนวนมากยังใช้ในการควบคุมเครื่องยนต์ด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งทำให้การควบคุมมีความซับซ้อน
เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องยนต์ มอเตอร์มีโครงสร้างที่เรียบง่ายกว่าและสามารถขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าได้โดยตรง ทำให้เหมาะสำหรับการควบคุมไฟฟ้าที่แม่นยำ
อย่าลืมจุดนี้ด้วย เนื่องจากเครื่องยนต์เผาไหม้น้ำมันเบนซินและแปลงเป็นพลังงาน จึงปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ออกมาอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ในทางกลับกัน ตัวมอเตอร์เองไม่ปล่อยก๊าซออกมา
ในขณะที่กระแสความเป็นกลางของคาร์บอนเร่งตัวเร็วขึ้น ความคาดหวังที่ยิ่งใหญ่ก็เกิดขึ้นกับมอเตอร์
เนื่องจากคุณสมบัติเหล่านี้ ปัจจุบันมอเตอร์จึงมีบทบาทเป็นแหล่งพลังงานและอุปกรณ์ควบคุมสำหรับอุปกรณ์และอุปกรณ์ต่างๆ ในอนาคตจำนวนสถานการณ์ที่ใช้จะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง
บทความที่เกี่ยวข้อง: ความรู้ “สเต็ปปิ้งมอเตอร์คืออะไร อธิบายกลไก ประเภท วิธีใช้ (วิธีการขับเคลื่อน/วิธีควบคุม) ประโยชน์และลักษณะเฉพาะ”
ในส่วนนี้จะอธิบายรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับกลไกและคุณลักษณะของสเต็ปปิ้งมอเตอร์
มอเตอร์ถูกคิดค้นและพัฒนาท่ามกลางกระแสนวัตกรรมทางเทคโนโลยีในสังคม
เดิมทีมนุษย์เคลื่อนย้ายสิ่งของโดยใช้พลังของมนุษย์หรือสัตว์ เป็นเรื่องปกติที่มนุษย์จะเคลื่อนย้ายสิ่งของโดยใช้พลังของตัวเอง ทั้งในสมัยโบราณและในปัจจุบัน นอกจากนี้ กล่าวกันว่ารถม้าถูกประดิษฐ์ขึ้นก่อนคริสตศักราช และอย่างที่คุณทราบ ขุนนางในเฮอันของญี่ปุ่นใช้เกวียนวัว
อย่างไรก็ตาม ไม่ว่าจะใช้คันโยกและรอกจำนวนเท่าใดด้วยกำลังของมนุษย์หรือสัตว์ก็ตาม ความเร็วและกำลังก็มีขีดจำกัด
การปฏิวัติอุตสาหกรรมที่เกิดขึ้นตั้งแต่ปลายคริสต์ทศวรรษ 1700 ถึงคริสต์ทศวรรษ 1800 นำมาซึ่งการเปลี่ยนแปลงครั้งสำคัญในอำนาจประเภทนี้
เครื่องจักรไอน้ำซึ่งมีกำลังเกินกว่ามนุษย์และสัตว์ได้ปรากฏขึ้น และอุตสาหกรรมเครื่องจักรในโรงงานได้ก่อตั้งขึ้น โครงสร้างทางสังคมเปลี่ยนจากสังคมเกษตรกรรมเป็นสังคมอุตสาหกรรม นอกจากนี้ การพัฒนาหัวรถจักรไอน้ำ รถจักรไอน้ำ และเรือกลไฟ ได้เปลี่ยนแปลงรูปแบบการขนส่งและลอจิสติกส์อย่างมีนัยสำคัญ อย่างไรก็ตาม เครื่องยนต์ไอน้ำมีข้อเสียคือมีขนาดใหญ่และหนัก
นักประดิษฐ์และนักวิจัยเริ่มค้นหาแหล่งพลังงานทดแทนสำหรับเครื่องจักรไอน้ำ มอเตอร์เกิดขึ้นท่ามกลางการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้
นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ ไมเคิล ฟาราเดย์ ค้นพบหลักการของมอเตอร์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในปี พ.ศ. 2364 ในปี ค.ศ. 1831 เขาได้ค้นพบกฎของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า สิ่งนี้จะถูกนำไปใช้กับมอเตอร์
หลังจากฟาราเดย์ มอเตอร์กระแสตรง (มอเตอร์กระแสตรง) ได้รับการพัฒนาโดยโธมัส ดาเวนพอร์ตและบริษัทอื่นๆ ในสหรัฐอเมริกา แต่ก็ยากที่จะนำไปใช้จริง
มอเตอร์ที่ใช้งานได้จริงตัวแรกคือมอเตอร์เหนี่ยวนำกระแสสลับ 2 ชั้นซึ่งคิดค้นโดยนิโคลา เทสลา ในปี พ.ศ. 2431 เทสลาได้พัฒนาเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเหนี่ยวนำหลายเฟสเพื่อขับเคลื่อนมอเตอร์ที่เขาประดิษฐ์ขึ้น และในปี พ.ศ. 2432 เขาได้จดสิทธิบัตรเครื่องดังกล่าว ส่งผลให้มอเตอร์ถูกนำไปใช้งานจริง
ตั้งแต่นั้นมา มอเตอร์ก็มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง โดยไม่เพียงแต่ทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงานเท่านั้น แต่ยังเป็นอุปกรณ์ควบคุมด้วย ปัจจุบันมีการกล่าวกันว่า 50% ของไฟฟ้าในญี่ปุ่นถูกใช้โดยมอเตอร์ มอเตอร์มีส่วนเกี่ยวข้องอย่างลึกซึ้งในชีวิตมนุษย์และสนับสนุนอารยธรรม
ประวัติความเป็นมาของมอเตอร์ของ SANYO DENKI CO., LTD. ย้อนกลับไปในช่วงครึ่งแรกของศตวรรษที่ 20
ประการแรก ในปี 1932 เราได้พัฒนาเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำหรับใช้ในอุปกรณ์สื่อสารทางวิทยุ ซึ่งมีโครงสร้างหลักการเดียวกันกับมอเตอร์ ในปี 1952 เครื่องจักรหมุนที่ผลิตขึ้นสำหรับแหล่งพลังงานการสื่อสารทางทหารได้ถูกดัดแปลงให้ใช้งานโดยพลเรือน SANYO DENKI CO., LTD. ได้กลายเป็นผู้ผลิตรายใหญ่ในด้านโทรคมนาคมและแหล่งจ่ายไฟ
ในปี 1952 เราได้รับคำขอจากสถาบันทดสอบไฟฟ้า (ปัจจุบันคือสถาบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีอุตสาหกรรมขั้นสูงแห่งชาติ) ให้พัฒนาเซอร์โวมอเตอร์ และเริ่มการวิจัย ในไม่ช้า เราก็สร้างเซอร์โวมอเตอร์ที่ผลิตในประเทศเครื่องแรกเสร็จเรียบร้อย ในตอนแรก ความต้องการไม่มากเท่าที่คาดไว้ และผลิตภัณฑ์ไม่ได้มองเห็นแสงสว่างของวัน แต่นี่กลายเป็นรากฐานของ SANYO DENKI CO., LTD. ในปัจจุบัน ซึ่งมีแกนนำคือเซอร์โวมอเตอร์
หลังจากสร้างเซอร์โวมอเตอร์เสร็จแล้ว เราก็ได้สร้างสเต็ปปิ้งมอเตอร์ที่ผลิตในประเทศตัวแรกและพัดลมที่ผลิตในประเทศตัวแรกสำเร็จด้วย ในขณะที่พัฒนาผลิตภัณฑ์ "รายแรกในญี่ปุ่น" เหล่านี้ เรากำลังดำเนินการตามกระแสของ OA (ระบบอัตโนมัติในสำนักงาน) และ FA (ระบบอัตโนมัติในโรงงาน) และขยายมอเตอร์ต่างๆ ของเราไปทั่วโลก
โดยพื้นฐานแล้ว มอเตอร์หมุนโดยใช้คุณสมบัติของแม่เหล็ก: ``ขั้วต่างกันดึงดูดกัน'' และ ``ขั้วเหมือนจะผลักกัน''
ตัวอย่างเช่น ลองจินตนาการถึงมอเตอร์ขนาดเล็กที่ใช้ในการควบคุมวิทยุ มอเตอร์ขนาดเล็กมีขดลวดที่มีเพลาหมุนและมีแม่เหล็กถาวรโดยมีขั้วเหนือและใต้ติดอยู่ทั้งสองด้านของขดลวด
เมื่อไฟฟ้าถูกจ่ายให้กับมอเตอร์ ขดลวดจะกลายเป็นแม่เหล็กไฟฟ้า มันอาจจะง่ายกว่าที่จะเข้าใจถ้าคุณคิดว่าขดลวดกลายเป็นแม่เหล็กที่มีขั้วเหนือและขั้วใต้
จากนั้นแม่เหล็กถาวรขั้วเหนือและขั้วเหนือของคอยล์จะผลักกัน และแม่เหล็กถาวรขั้วใต้และขั้วใต้ของคอยล์จะผลักกัน นอกจากนี้ยังหมายความว่าแม่เหล็กถาวรขั้วเหนือและขั้วใต้ของขดลวดดึงดูดซึ่งกันและกัน และแม่เหล็กถาวรขั้วใต้และขั้วเหนือของขดลวดจะดึงดูดซึ่งกันและกัน
ทำให้ขดลวดหมุนรอบแกนหมุนได้ 180 องศา
อย่างไรก็ตาม หากทำเพียงลำพัง คอยล์จะหยุดหมุน 180 องศา เนื่องจากแม่เหล็กถาวรขั้วเหนือและขั้วใต้ของขดลวดดึงดูดซึ่งกันและกัน และแม่เหล็กถาวรขั้วใต้และขั้วเหนือของขดลวดยังคงดึงดูดซึ่งกันและกัน ต้องทำอย่างไรจึงจะหมุนได้อีก 180 องศา แล้วหมุนแกนหมุนได้ 360 องศา?
ดังนั้นโดยการเปลี่ยนทิศทางของกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านขดลวดจึงสามารถสลับตำแหน่งของขั้ว N และ S ได้
ในสถานะหยุดก่อนหน้านี้ แม่เหล็กถาวรขั้ว N และขั้ว S ของขดลวดถูกดึงดูดเข้าหากัน และแม่เหล็กถาวรขั้ว S และขั้ว N ของขดลวดถูกดึงดูดเข้าหากัน ที่นั่น กระแสไฟฟ้าไหลผ่านแปรงและเปลี่ยนทิศทางของการไหลโดยใช้ส่วนประกอบที่เรียกว่าคอมมิวเตเตอร์ โดยสลับขั้วเหนือและขั้วใต้ของขดลวด
จากนั้น ขั้ว N ของแม่เหล็กถาวรและขั้ว N ของขดลวดจะผลักกัน และขั้ว S ของแม่เหล็กถาวรและขั้ว S ของขดลวดจะผลักกัน ในเวลาเดียวกัน ขั้ว N ของแม่เหล็กถาวรและขั้ว S ของขดลวดจะดึงดูดกัน และขั้ว S ของแม่เหล็กถาวรและขั้ว N ของขดลวดจะดึงดูดกัน ทำให้ขดลวดหมุนเพิ่มอีก 180 องศา ตอนนี้มันหมุนได้ 360 องศาแล้ว
มอเตอร์หมุนอย่างต่อเนื่องโดยทำซ้ำชุดการเคลื่อนไหวนี้
จากที่นี่ เราจะแนะนำ "มอเตอร์เป็นแหล่งพลังงาน" และ "มอเตอร์เป็นอุปกรณ์ควบคุม"
มอเตอร์ที่ทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงานให้กับอุปกรณ์และอุปกรณ์สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทหลักๆ ขึ้นอยู่กับแหล่งจ่ายไฟ ได้แก่ มอเตอร์กระแสตรง และมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ
"มอเตอร์กระแสตรง" คือมอเตอร์ที่ทำงานโดยส่งกระแสไฟฟ้ากระแสตรงผ่านตัวมอเตอร์
นำไปใช้ในสิ่งต่างๆ มากมาย ตั้งแต่เครื่องใช้ในชีวิตประจำวันไปจนถึงอุปกรณ์ที่ใช้ในโรงงาน
มอเตอร์กระแสตรงมีสองประเภท: มอเตอร์กระแสตรงแบบมีแปรงถ่านและมอเตอร์กระแสตรงแบบไร้แปรงถ่าน แปรงเป็นส่วนประกอบที่ส่งกระแสไฟฟ้าไปยังขดลวด
มอเตอร์กระแสตรงแบบมีแปรงมีขดลวดอยู่ด้านในและมีแม่เหล็กถาวรอยู่ด้านนอก และหมุนโรเตอร์ (เพลาหมุน) โดยส่งกระแสตรงผ่านแปรง นี่คือมอเตอร์ที่ใช้กลไกง่ายๆ ที่นำมาใช้ตอนเริ่มต้น และใช้ในตัวควบคุมวิทยุ โมเดล ฯลฯ
คุณลักษณะของมอเตอร์นี้คือความเร็วในการหมุนโดยทั่วไปจะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนของแรงดันไฟฟ้า
ตัวอย่างเช่น เมื่อมอเตอร์ DC แบบแปรงถ่านใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ มันจะหมุนเร็วขึ้นเมื่อเชื่อมต่อแบตเตอรี่สองก้อนมากกว่าเมื่อใช้แบตเตอรี่หนึ่งก้อน อย่างไรก็ตาม สับเปลี่ยนที่เปลี่ยนทิศทางของกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านขดลวดและแปรงถ่านจะสัมผัสกันตลอดเวลา จึงเสื่อมสภาพหากใช้งานเป็นเวลานาน จึงต้องบำรุงรักษาเป็นประจำ
ในทางกลับกัน มอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่าน (มอเตอร์ BLDC) มีแม่เหล็กถาวรอยู่ด้านในและมีขดลวดอยู่ด้านนอก และเป็นมอเตอร์ที่หมุนแม่เหล็กถาวรด้านในโดยการส่งกระแสไฟฟ้าผ่านขดลวดผ่านวงจรควบคุมกระแสไฟฟ้า
การไม่มีแปรงไม่เพียงแต่จะช่วยลดความถี่ในการบำรุงรักษาเท่านั้น แต่แปรงก็ไม่ทิ้งคราบสึกหรอใดๆ ดังนั้นจึงสามารถใช้ในสภาพแวดล้อมที่สะอาดได้ อย่างไรก็ตาม ต้องใช้วงจรภายนอกมอเตอร์เพื่อควบคุมทิศทางของกระแส และมีราคาแพงกว่ามอเตอร์กระแสตรงแบบมีแปรงถ่าน
ประเภทมอเตอร์ |
บุญ | ข้อเสีย |
---|---|---|
มอเตอร์กระแสตรงแบบแปรงถ่าน | ต้นทุนต่ำ | เสื่อมสภาพอย่างรวดเร็ว |
มอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่าน | ชีวิตที่ยืนยาว | ค่าใช้จ่ายสูง |
"มอเตอร์กระแสสลับ" คือมอเตอร์ที่ทำงานโดยการไหลของกระแสไฟฟ้ากระแสสลับ มีคอยล์อยู่ด้านนอกและโรเตอร์ "รูปกรง" อยู่ด้านใน
คุณลักษณะของมอเตอร์กระแสสลับคือไม่ต้องใช้ตัวสับเปลี่ยน แปรง หรือวงจรควบคุม เนื่องจากมีโครงสร้างเรียบง่ายและสามารถผลิตได้ในราคาประหยัด จึงนำไปใช้งานได้หลากหลาย รวมถึงเครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้าน เช่น พัดลมไฟฟ้า และเครื่องดูดฝุ่น ปั๊มน้ำและสายพานลำเลียง และอุปกรณ์อุตสาหกรรม
ตัวอย่างทั่วไปของมอเตอร์ที่ใช้ในการควบคุมการทำงานของอุปกรณ์และอุปกรณ์อย่างแม่นยำ ได้แก่ สเต็ปปิ้งมอเตอร์และเซอร์โวมอเตอร์
สเต็ปปิ้งมอเตอร์คือมอเตอร์ที่โรเตอร์หมุนตามมุม (ตำแหน่ง) คงที่
ลองนึกภาพนาฬิกาอะนาล็อก เข็มวินาทีกำลังเดินทีละวินาที สามารถควบคุมสเต็ปปิ้งมอเตอร์ให้เคลื่อนที่ตามมุมที่กำหนดไว้ล่วงหน้าได้ นอกจากนาฬิกาอะนาล็อกแล้ว ยังใช้ในเครื่องพิมพ์ บานเกล็ดเครื่องปรับอากาศ ตู้เอทีเอ็ม ตู้จำหน่ายตั๋ว ระบบประตูตรวจตั๋วอัตโนมัติ ฯลฯ
กลไกในการหมุนโรเตอร์ตามมุมที่แม่นยำนั้นทำได้ง่าย โรเตอร์ของสเต็ปปิ้งมอเตอร์มีหลายร่อง จากนั้นไฟฟ้าจะถูกส่งไปยังมอเตอร์ และเมื่อโรเตอร์ได้เคลื่อนร่องที่ต้องการแล้ว ไฟฟ้าก็จะดับลง ซึ่งจะทำให้โรเตอร์หมุนตามมุมที่แน่นอนแล้วหยุด
ตัวอย่างเช่น สเต็ปปิ้งมอเตอร์แบบสองเฟสมักจะมีร่อง 200 ร่อง เนื่องจากการหมุน 360 องศาหนึ่งครั้งแบ่งออกเป็น 200 ส่วน มุมการเคลื่อนที่ต่อร่องคือ 1.8 องศา หากต้องการหมุนมอเตอร์ 18 องศา จะต้องจ่ายไฟให้กับมอเตอร์ เคลื่อนโรเตอร์ผ่านร่อง 10 ร่อง แล้วจึงปิดไฟฟ้า
หากต้องการควบคุมสเต็ปปิ้งมอเตอร์ คุณต้องมีคอนโทรลเลอร์ บทบาทของคอนโทรลเลอร์คือการส่งสัญญาณที่บอกสเต็ปปิ้งมอเตอร์ว่าจะเคลื่อนที่ไปเท่าใด ประการแรก สมมติฐานคือชุดไฟฟ้าจากเปิดไปปิดจะนับเป็นหนึ่งพัลส์ จากนั้น เมื่อตัวควบคุมส่งสัญญาณพัลส์เดียวไปยังสเต็ปปิ้งมอเตอร์ โรเตอร์จะหมุนหนึ่งร่องแล้วหยุด
ดังตัวอย่างก่อนหน้านี้ สมมติว่าคุณต้องการหมุนสเต็ปปิ้งมอเตอร์แบบสองเฟสที่มี 200 ร่อง 18 องศา ในกรณีนี้ตัวควบคุมจะส่งสัญญาณพัลส์ 10 อัน เมื่อสเต็ปปิ้งมอเตอร์รับสัญญาณ มันจะหมุน 18 องศา หรือ 10 ร่อง แล้วหยุด
ด้วยวิธีนี้ จำเป็นต้องมีตัวควบคุมเพื่อควบคุมสเต็ปปิ้งมอเตอร์
เซอร์โวมอเตอร์ เช่นเดียวกับสเต็ปปิ้งมอเตอร์ คือมอเตอร์ที่มีวัตถุประสงค์เพื่อหมุนโรเตอร์ตามมุมที่ต้องการ อย่างไรก็ตาม มีความแตกต่างที่ชัดเจนระหว่างเซอร์โวมอเตอร์และสเต็ปปิ้งมอเตอร์
โรเตอร์ของเซอร์โวมอเตอร์ไม่มีร่อง ดังนั้นจึงไม่มีข้อจำกัด เช่น การหมุนโรเตอร์เพิ่มขึ้น 1.8 องศา ดังนั้นหากใช้เซนเซอร์ความละเอียดสูง โรเตอร์ก็สามารถหยุดได้ในมุมที่แม่นยำ 1/1,000,000 องศา
เซ็นเซอร์จำเป็นสำหรับการควบคุมนี้ ด้วยเซอร์โวมอเตอร์ เซ็นเซอร์นี้จะกำหนดตำแหน่งการหมุนของโรเตอร์ได้อย่างแม่นยำ ช่วยให้หยุดที่มุมที่ต้องการได้ นอกจากนี้ แม้หลังจากที่เครื่องจักรหยุดทำงานแล้ว เครื่องก็ยังคงได้รับการตรวจสอบต่อไป และหากมุมหยุดเบี่ยงเบนไป เครื่องจะได้รับการแก้ไขโดยอัตโนมัติทันที
ข้างต้น เราได้แนะนำบทบาทและประเภทของมอเตอร์ ประวัติ หลักการทำงาน และโครงสร้างแล้ว
การทำความเข้าใจคุณลักษณะของมอเตอร์จะช่วยให้คุณเลือกมอเตอร์ที่เหมาะสมที่สุดและปรับปรุงประสิทธิภาพของอุปกรณ์
SANYO DENKI CO., LTD. จัดการกับมอเตอร์ต่างๆ หากคุณมีคำถามใดๆ เกี่ยวกับการเลือกมอเตอร์ โปรดติดต่อเรา
วันที่วางจำหน่าย: