هل المحركات العاملة بالتيار المتردد أم التيار المباشر؟

المحتويات تخفي ما هو محرك السيرفو؟ يُعد محرك السيرفو من العناصر الأكثر استخدامًا في التكنولوجيا هذه الأيام، حيث يسمح بإجراء تمارين ذات عزم دوران منخفض بدقة، ويتم نشره غالبًا في بعض خلايا الروبوتات أو الأتمتة / الفضاء الجوي / الأجهزة الطبية. توفر المحركات مطابقة مثالية للتحكم المفتوح أو المغلق في الموقع والسرعة والتسارع. ومع ذلك، فإن الفرق بين AC و DC ليس مجرد اختلاف في الجهد. فهو يؤثر بشكل مباشر ولكن هادئ على مستوى الأداء، والكفاءة، والاستخدامات التي يبرز فيها بشكل أفضل.

في هذا المنشور، سنحاول كشف لغز مصدر طاقة محرك السيرفو؛ فك بعض الغموض حول AC/DC وغيرها، بحيث يكون هناك دليل سهل الاتباع متاح عند البحث عن نوع معين من محركات السيرفو.

هذا هو نفس النقاش حول AC مقابل DC الذي يمكنك العثور عليه في المناقشات المتعلقة بمحركات السيرفو. يتم تشغيل محركات DC بواسطة التيار المستمر (DC) الذي يخدم كمدخل ويتلقى من مصدر خارجي مثل البطارية. نظرًا لأنها غالبًا ما يتم تغذيتها من شبكة الكهرباء أو مُحَوِّلات مصممة خصيصًا، فإن محركات AC تعمل باستخدام التيار المتردد الذي يتغير اتجاهه بشكل متكرر؛ مما يؤدي غالبًا إلى أن تكون لها بنية وتحكم أبسط. التيار المتردد الذي يتغير قطبيته باستمرار يحتاج إلى تصميم أكثر تعقيدًا مع مقاومات كهربائية وملفات لمعالجة هذا الانتقال ذهابًا وإيابًا.

هناك نوعان من مصدر الطاقة -- تيار متردد (AC) أو تيار مستمر (DC) في حالة محركات السيرفو، ولها تأثير كبير على خصائص الأداء. تُستخدم محركات السيرفو ذات التيار المستمر عادةً في التطبيقات التي تتطلب تسارعًا سريعًا مع نسب عزم دوران إلى عطالة مرتفعة جدًا: على سبيل المثال، خطوط العمليات الفراغية وأبحاث مضخات الباحثين (سيتم إضافة صورة هنا). وهذا لأنها تحتوي على عطالة منخفضة وتستجيب لتغيرات التحكم بسرعة، مما يجعلها المرشح المثالي لتطبيقات الموقع الدقيقة التي تتطلب حركة دقيقة وسريعة. ومع ذلك، عندما تزداد السرعات قد تنخفض الكفاءة قليلاً بسبب الخسائر الكهربائية التي تحدث أثناء عمليات العزم المنخفضة جدًا.

محركات الخدمة المتناوبة تنتج عزم دوران عالي عند سرعات منخفضة جدًا، مع نطاق سرعة واسع يصل إلى 10:1. في التطبيقات، تكون هذه المحركات غالبًا محركات DC بلا فرش أو محركات الخطوات، ولكن قبل الدخول في المناقشة التفصيلية حول هذا الموضوع، يجب توضيح بعض الأساسيات حول المحركات الخدمية. وهذا يعود إلى هذه الخاصية التي تمكنها من العمل بشكل جيد في نطاق السرعات العالية لفترة طويلة، خاصةً في الأجهزة ذات الأجزاء الدوارة. بالإضافة إلى ذلك، تحتوي محركات DC ذات الفرش على فرش يمكن أن تكون نقطة أخرى للتآكل بعد فترة تشغيل طويلة؛ وقد يؤدي ذلكPotentially إلى أداء أكثر كفاءة وأقل صيانة مقارنة بالنسخ AC.

هذه هي الفخاخ التي تربك اختيار مصدر الطاقة بين التيار المستمر (DC) أو التيار المتردد (AC). يجب أن نلاحظ أن الخطوط الفاصلة بين التكنولوجيا والإعلام أصبحت أكثر رقة الآن من أي وقت مضى. حتى لو كانت أنظمة التحكم الحديثة للمحركات مع محركات DC الخالية من الفرشاة في تصميم AC الرقمي تصبح أكثر دقة وكفاءة، يمكن توقع نقطة واحدة. في النهاية، هذه الأيام ستتأثر أكثر بما تتطلبه تطبيقات أو أنظمة معينة، بسبب الظروف البيئية والبنية التحتية للطاقة القائمة مقارنة بالماضي.

الاختيار بين استخدام محركات التيار المتردد والمحركات ذات الخدمة المستمرة في التحكم الدقيق هو أمر واضح - هناك قدرات لكل نوع من المحركات يجب علينا أخذها بعين الاعتبار. على سبيل المثال، محركات الخدمة المستمرة مثالية للتطبيقات التي تتطلب دقة الموضع مثل تلك الخاصة بالماكينات CNC لأنها تقدم عزم دوران ثابت واستجابة أسرع. كمثال آخر، قيل إن محركات الخدمة المتردد أظهرت تفوقًا هنا في الأتمتة الصناعية الكبيرة (مثل ناقلات المواد أو خطوط التجميع السريعة) التي تتطلب الحركة بسرعات أعلى وتحمل ضغط أكبر على مسافات أطول؛ لأن هذا يعني أنها يمكن أن تتحرك بشكل أسرع وتعمل على حمل أوزان أثقل بكثير من الوحدات المماثلة ذات الفرشاة DC، وكل ذلك أثناء التنقل ذهابًا وإيابًا!

اتخاذ القرار - 29% (يُقرأ أيضًا: بيئي) محرك AC مغلق ليكون محركات AC مصنوعة من مواد غير مضغوطة، درجات حرارة أعلى وأدنى مما لا يمكن للدبابيس العادية تحمله أو عدم القدرة على ذلك مثل الغبار، الرطوبة وما إلى ذلك. بنفس الطريقة بالنسبة للأجهزة أو الأنظمة المحمولة (تلك التي تحتاج إلى تشغيلها بواسطة بطارية)، فإن المحركات DC أسهل وأكثر عملية بسبب حقيقة أن مصدر الطاقة سيوفر طاقة DC.

لحل مشكلة AC/DC ستحتاج: متطلبات التطبيق الكاملة، احتياجات السرعة القصوى؛ عزم دوران قوي عند بدء التشغيل لخدمة الحقول الثقيلة وسرعات قابلة للقبول مع التيار المتردد - بالإضافة إلى قضايا الطاقة. تؤدي المحركات DC بشكل خاص جيدًا هنا، حيث قد يحتاج محرك لبدء التشغيل والتشغيل السريع إلى عزم دوران كبير عند البداية (العزم = القوة × المسافة)، وهو ما يجد التيار المتردد صعوبة في التعامل معه ضمن نطاقات سرعة أوسع بينما يحافظ أيضًا على الكفاءات التي يتم توفيرها بشكل أفضل بواسطة نظام AC.

في الواقع، من المحتمل أنك تمحاكِ أو تست试着 فقط حتى يبدو أن طريقة واحدة أفضل من غيرها. بالإضافة إلى ذلك، تجعل تقنيات محركات السيرفو الهجينة والخوارزميات التحكم المحسنة من الممكن أن تتصرف الأنظمة ذات التيار المتردد (AC) مثل التيار المستمر (DC) في السرعة دون فقدان الأداء الحقل - والحصول على أفضل ما في كلا العالمين.

في النهاية، سواء كان شحن المحرك السيرفو بالتيار المتردد (AC) أو التيار المستمر (DC)، فإن الأمر ينحصر في مطابقة المتطلبات الخاصة من خلال اختيار خصائص المحرك المناسبة. قد يبدو ذلك وكأنه نقاش إحصائي، ولكنه في الواقع يتعلق بكشف الأسطورة حول ما يوفر قوة المحرك السيرفو وتمكين المهندسين من استخدام هذا التحكم الدقيق بشكل أكثر فعالية الذي يتميز به العديد من العجائب الهندسية التي تخدم صناعات مختلفة من خلال ابتكاراتها.