มอเตอร์เซอร์โวเป็นแบบ AC หรือ DC?

เนื้อหา ซ่อน อะไรคือมอเตอร์เซอร์โว มอเตอร์เซอร์โวเป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่ใช้งานมากที่สุดในปัจจุบัน ช่วยให้สามารถทำกิจกรรมที่ต้องการแรงบิดต่ำได้อย่างแม่นยำ และมักถูกนำมาใช้ในระบบหุ่นยนต์หรือระบบอัตโนมัติ เทคโนโลยีด้านอวกาศ หรือเครื่องมือทางการแพทย์ มอเตอร์เหล่านี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการควบคุมตำแหน่ง การเคลื่อนที่ และความเร่งแบบลูปเปิดหรือลูปปิด อย่างไรก็ตาม มอเตอร์ AC หรือ DC ไม่ได้มีเพียงแค่ความแตกต่างเรื่องแรงดันไฟฟ้าเท่านั้น แต่มีผลกระทบโดยตรงและชัดเจนในแง่ของประสิทธิภาพ ความเหมาะสม และกรณีการใช้งานที่เหมาะสมที่สุด

ในบทความนี้ เราจะพยายามคลี่คลายข้อสงสัยเกี่ยวกับแหล่งพลังงานของมอเตอร์เซอร์โว รวมถึงแก้ไขความคลุมเครือระหว่าง AC/DC เพื่อให้มีแนวทางที่เข้าใจง่ายเมื่อค้นหาชนิดของมอเตอร์เซอร์โวที่เหมาะสม

นี่คือการถกเถียงเรื่อง AC กับ DC ที่เหมือนกันในหัวข้อเกี่ยวกับมอเตอร์เซอร์โว มอเตอร์แบบ DC ได้รับพลังงานจากกระแสตรง (DC) ซึ่งเป็นแหล่งอินพุตและจ่ายมาจากแหล่งภายนอก เช่น แบตเตอรี่ เนื่องจากมักจะได้รับพลังงานจากเครือข่ายไฟฟ้าหรืออินเวอร์เตอร์ที่ออกแบบมาโดยเฉพาะ มอเตอร์แบบ AC ทำงานโดยใช้กระแสสลับที่เปลี่ยนทิศทางไปมา ซึ่งมักนำไปสู่การออกแบบและการควบคุมที่ง่ายกว่า สำหรับ AC ที่เปลี่ยนขั้วอย่างต่อเนื่อง จะต้องมีการออกแบบที่ซับซ้อนมากขึ้นพร้อมกับคอนเดนเซอร์และอินดักเตอร์เพื่อจัดการกับการแกว่งไปมาของกระแส

มีสองประเภทของแหล่งพลังงาน -- AC หรือ DC ในกรณีของมอเตอร์เซอร์โว และมีผลกระทบอย่างมากต่อคุณสมบัติการดำเนินงานของมัน มอเตอร์เซอร์โวแบบ DC ถูกใช้งานอย่างแพร่หลายในแอปพลิเคชันที่ต้องการความเร่งสูงด้วยอัตราส่วนแรงบิดต่อความเฉื่อยสูงมาก: เช่น เส้นทางกระบวนการสุญญากาศและนักวิจัยปั๊ม (เพิ่มรูปภาพเดียวกันที่จะใส่ตรงนี้) เพราะพวกมันมีความเฉื่อยต่ำและตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของการควบคุมอย่างรวดเร็ว ซึ่งทำให้พวกมันเหมาะสมสำหรับการใช้งานตำแหน่งที่แม่นยำซึ่งต้องการการเคลื่อนไหวที่รวดเร็วและแม่นยำ อย่างไรก็ตาม เมื่อความเร็วเพิ่มขึ้น ประสิทธิภาพอาจลดลงเล็กน้อยเนื่องจากเกิดการสูญเสียไฟฟ้าในระหว่างการทำงานที่แรงบิดต่ำมาก

มอเตอร์เซอร์โว AC สามารถสร้างแรงบิดสูงที่ความเร็วรอบต่ำมาก และมีช่วงความเร็วที่กว้างถึง 10:1 ในทางปฏิบัติ มักเป็นมอเตอร์ไร้แปรงชนิด DC หรือมอเตอร์สเตปเปอร์ แต่ก่อนที่จะเข้าสู่การอภิปรายอย่างละเอียดเกี่ยวกับหัวข้อนี้ เราควรทำความเข้าใจพื้นฐานเกี่ยวกับมอเตอร์เซอร์โวก่อน เนื่องจากคุณลักษณะนี้ พวกมันยังสามารถทำงานได้ดีในช่วงความเร็วสูงเป็นเวลานาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเครื่องจักรที่มีส่วนหมุน นอกจากนี้ มอเตอร์ DC แบบมีแปรงยังมีแปรงซึ่งอาจกลายเป็นจุดเสียหายหลังจากการทำงานเป็นเวลานาน ผลลัพธ์อาจทำให้มอเตอร์ AC มีอายุการใช้งานที่ยาวนานกว่าและต้องการการบำรุงรักษาลดลง

นี่คือข้อผิดพลาดที่ทำให้การเลือกแหล่งจ่ายไฟ AC หรือ DC ซับซ้อน เราควรสังเกตว่าในปัจจุบัน เส้นแบ่งระหว่างเทคโนโลยีและสื่อนั้นบางลงมากแล้ว แม้ว่าระบบควบคุมมอเตอร์สมัยใหม่ที่ใช้มอเตอร์ DC แบบไร้แปรงถ่านในดีไซน์ AC ดิจิทัลจะมีความแม่นยำและมีประสิทธิภาพมากขึ้นเรื่อย ๆ แต่มีข้อหนึ่งที่สามารถคาดการณ์ได้ ในที่สุด ตอนนี้พวกมันจะถูกกำหนดโดยสิ่งที่แอปพลิเคชันหรือระบบเฉพาะเรียกร้องมากกว่าอดีต โดยพิจารณาจากเงื่อนไขทางสิ่งแวดล้อมและโครงสร้างพื้นฐานของพลังงานที่มีอยู่

การเลือกระหว่างการใช้มอเตอร์เซอร์โวแบบ AC และ DC ในระบบควบคุมที่แม่นยำนั้นชัดเจน - มีความสามารถของแต่ละประเภทมอเตอร์ที่เราต้องพิจารณา ตัวอย่างเช่น มอเตอร์เซอร์โวแบบ DC เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการความแม่นยำในการวางตำแหน่ง เช่น ในเครื่อง CNC เพราะพวกมันให้แรงบิดคงที่และตอบสนองเร็วกว่า ส่วนมอเตอร์เซอร์โวแบบ AC ถูกกล่าวว่าทำงานได้ดีกว่าในงานอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ (เช่น เข็มขัดลำเลียง หรือสายการผลิตความเร็วสูง) ที่ต้องเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงและรับแรงกดดันมากกว่าระยะทางไกล เพราะหมายความว่าพวกมันสามารถเคลื่อนที่เร็วกว่า และรองรับโหลดหนักได้ง่ายกว่ามอเตอร์แบบ DC brushed ที่เทียบเคียงกัน พร้อมทั้งยังเคลื่อนไหวไปมาอย่างรวดเร็ว!

การตัดสินใจ - 29% (อ่านเพิ่มเติม: สิ่งแวดล้อม) มอเตอร์ AC ถูกปิดสนิททำจากวัสดุที่ไม่ได้รีดก้อน ทนอุณหภูมิสูงและต่ำกว่าปกติ ซึ่งแบริ่งธรรมดาไม่สามารถรองรับได้ เช่น ฝุ่น ความชื้น เป็นต้น เช่นเดียวกันสำหรับอุปกรณ์พกพาหรือระบบ (ที่จำเป็นต้องใช้แบตเตอรี่) มอเตอร์ DC จะง่ายและเหมาะสมที่สุด เนื่องจากแหล่งพลังงานจะให้กระแสตรง (DC)

ในการแก้ไขปัญหา AC/DC จะต้องใช้: ข้อกำหนดของแอปพลิเคชันทั้งหมด ความเร็วสูงสุดที่ต้องการ; แรงบิดเริ่มต้นที่ดีเมื่อใช้งานในสนาม และความเร็วที่ยอมรับได้พร้อมกับกระแสสลับ - รวมถึงปัญหาด้านพลังงาน มอเตอร์ DC ทำงานได้ดีเป็นพิเศษในจุดนี้ เพราะเมื่อต้องเริ่มต้นและทำงานอย่างรวดเร็ว มอเตอร์อาจต้องการแรงบิดเริ่มต้นสูง (แรงบิด = แรง x ระยะทาง) ซึ่ง AC อาจมีปัญหาในการทำเช่นนั้นในช่วงความเร็วที่กว้าง ขณะยังคงรักษาประสิทธิภาพที่ดีกว่าจากระบบ AC

ในความเป็นจริง คุณน่าจะทำการจำลองหรือทดสอบจนกว่าจะพบวิธีหนึ่งที่ดูดีกว่าวิธีอื่น นอกจากนี้ เทคโนโลยีมอเตอร์เซอร์โวแบบไฮบริดและอัลกอริทึมควบคุมที่พัฒนาขึ้นใหม่ทำให้ระบบ AC สามารถทำงานเหมือน DC ในเรื่องของความเร็วโดยไม่สูญเสียประสิทธิภาพในสนาม - ได้รับสิ่งที่ดีที่สุดจากทั้งสองโลก

ในที่สุด มันอาจเป็นการชาร์จมอเตอร์เซอร์โวด้วยไฟฟ้า AC หรือ DC แต่ทุกอย่างก็ขึ้นอยู่กับการเลือกคุณสมบัติของมอเตอร์ให้ตรงตามความต้องการเฉพาะเจาะจง การถกเถียงเชิงสถิตินั้นฟังดูเหมือนการโต้แย้งทางสถิติ แต่มันเกี่ยวกับการทำลายความเชื่อผิด ๆ เกี่ยวกับสิ่งที่ให้พลังงานแก่มอเตอร์เซอร์โว และปล่อยให้วิศวกรใช้การควบคุมที่แม่นยำนี้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ซึ่งปรากฏอยู่ในความแปลกใหม่ของวิศวกรรมมากมายที่ตอบสนองต่ออุตสาหกรรมต่าง ๆ