مؤلف: روبي ديكسون
ويكيبيديا: روبي ديكسون
فتح قوة المحركات: الدليل النهائي للتصميم والاختيار والتحسين
هل تعلم أن هناك المئاتالمحركاتفي سيارة نموذجية؟ ، في الواقع ، هويقدر أن هناك أكثر من 50 محركًا من العديد من الأنواع المختلفة داخل السيارة أنك لا تراه أبدًا. ماذا عن المنزل؟ هناك أيضًا العديد من الأنواع المختلفة المستخدمة في المنزل لتطبيقات متعددة وحالات الاستخدام. النقطة المهمة هي أن المشغلات تأتي في العديد من أشكال وأنواع مختلفة ، ويمكنهم استخدامها المستخدمة لتشغيل الماء تلقائيًا وفي غسالة ملابس أو لرفع تلفزيون من خزانة أو لتشغيل آلة القهوة كل صباح. النقطة المهمة هي أن المحركات كانت موجودة منذ عقود في الطلبات التي نأخذها جميعًا كأمر مسلم به كل يوم.
FIRGELLI هو رائد عالمي ومورد ومصنع للمشغلات الكهربائية ، لقد كنا موجودين منذ أكثر من 20 عامًا وشريكًا مع الآلاف من العملاء لتطبيقات محددة للغاية في كل صناعة يمكنك تخيلها. ينصب تركيزنا على إنشاء الأجهزة التي تناسب احتياجات عملائنا وهذا هو السبب في أن لدينا واحدة من أكبر نطاقات المحركات الممكنة. من Tesla إلى Terminator ، نوفر مجموعة مجنونة من الشركات ذات النطاقات المتنوعة للمنتجات ونقوم بذلك على مستوى العالم.
هذاالدليل النهائي للمحركات يدور حول تثقيف الناس على كل ما هو مشغل. سنذهب إليهم بتفصيل كبير ونغطيهم من كل زاوية. سيكون تركيزنا الأساسي على المحركات الكهربائية لأن هذا هو نطاق المنتجات الأساسي لدينا ، ومع ذلك ، لا يمكننا أن ننسى أنواعًا أخرى وسنغطيتها أيضًا ، لأن من المهم فهم إيجابيات وسلبيات كل هذه الأنواع المختلفة بغض النظر عما إذا كنا نطور هذه الأنواع الأخرى أم لا.
الفصل 1
المحرك الخطي الكهربائي
كهربائيالمحركات الخطية هي الأجهزة التي تحول مصدر الطاقة إلى حركة ميكانيكية مادية في خط مستقيم (مشغل خطي) أو حركة دوارة (مشغل دوار). فهي مختلفة عن المشغلات الهيدروليكية والهدية ، لأنها تستخدم إما الهواء المضغوط أو السوائل لتحقيق شيء ما. كما أنها أكثر موثوقية ، وتتطلب صيانة أقل ، وغالبا ما تكون أقل تكلفة ، ولكن دعونا نذهب إلى هذا بمزيد من التفصيل.
يتم تحقيق تشغيل مشغل كهربائي عن طريق تحويل الحركة الدورانية لمحرك AC أو DC إلى حركة خطية أو حركة دوارة ولكنها موجهة من سرعة 2000 دورة في الدقيقة+ محرك ، إلى شيء أكثر ملاءمة لإنشاء حركة (خطية أو دوارة) يمكن بعد ذلك أن يكون مفيدًا للقيام بشيء عملي. من خلال مفيد ، نعني زيادة عزم الدوران عن طريق خفض السرعة ، وهي عملية ضرورية لأي مشغل كهربائي. بالنسبة للمشغلات الخطية ، اعتمادًا على اتجاه دوران المسمار ، يتحرك العمود المرتبط بالمسمار (الرصاص) في خط مستقيم ، لأعلى أو لأسفل ، مما يوفر تأثيرًا أو سحبًا على الحمل. يمكن أيضًا دمج المشغلات الخطية الكهربائية بسهولة مع التعليقات على تحديد المواقع للتحكم الدقيق. عادةً ما يعتبر جهد التيار المستمر أكثر أمانًا من جهد التيار المتردد ، لكن المحركات متوفرة في أي من المصدر.
أنواع شائعة من المحركات الكهربائية
هناك العديد من الأساليب المختلفة من المشغلات الخطية الكهربائية المتوفرة في السوق ، ولكل منها مزاياها وعيوبها اعتمادًا على التطبيق المحدد. في هذه المقالة ، سنستكشف الأساليب الرئيسية الثلاثة للمشغلات الخطية الكهربائية: مضمّن ، على شكل حرف L ، ومتوازي ، دوار ، ومسار (مشغل شريحة)
محرك مضمّن
تعد المشغلات الخطية الكهربائية المضمنة خيارًا شائعًا للتطبيقات التي تتطلب إمكانات عالية السرعة والقوة في تصميم مضغوط. تتميز هذه المحركات بقضيب محرك ومحرك محاذاة على نفس المحور، السماح بتصميم مبسط يحفظ المساحة. مع ذلك ، فإن المشغلات المضمنة لها عيب كبير ، وهذا هو أنها تميل إلى أن تكون أطول من أي نوع آخر من المشغلات ، لأن المحرك وعلبة التروس يجب أن يجلسوا خلف محرك الأقراص الذي يتطلب الطول الكلي أن يكون أطول ، في حين أن معظم المشغل الآخر أنواع يمكن للمحرك الجلوس على جانب الجسم الرئيسي. ومع ذلك ، فإن الميزة الكبيرة هي أنها تميل إلى أن تكون تصميمًا أجمل كثيرًا للنظر إليه ، فهي تبدو أكثر أناقة وأكثر جاذبية مما يجعلها مثالية للتطبيقات التي يتم رؤيتها فيها.
المحرك على شكل حرف L.
تعد المحركات الخطي الكهربائية على شكل حرف L خيارًا شائعًا آخر ، خاصة بالنسبة للتطبيقات التي تكون فيها المساحة محدودة. تتميز هذه المحركات أ محرك وعلبة التروس مثبتة بزاوية يمين لقضيب المحرك، خلق الشكل L. غالبًا ما يتم استخدام المحركات على شكل L في أتمتة الأثاث والأتمتة الصناعية وتطبيقات السيارات.
المحرك الموازي
ربما تكون المشغلات الخطية الكهربائية المتوازية هي النمط الأكثر شيوعًا للمشغل المصمم للتطبيقات ذات القوة العالية ودقة وتتميز مثبتة على محرك وعلبة التروس بالتوازي مع جسم المشغل وبالتالي السماح للطول الكلي ليكون أكثر إحكاما. عادةً ما تكون آلية محرك الأقراص هي تحفيز التروس التي يمكن أن تجعلها أكثر صاخبة ، ولكن هذا هو المفاضلة لمشغل أكثر إحكاما.
المحرك الدوار
أ المحرك الدوار هو نوع من المشغل حيث حركة محرك الأقراص النهائية هي دوارة بدلاً من الخطية. في المقابل ، يمكن اعتبار المحرك الخطي كمشغل دوار مع leadscrew ، و drive nut ، و rod ، الذي يحول الحركة الدوارة من مشغل دوار إلى حركة خطية عبر leadscrew. يتمتع المحركات الدوارة بحركة قيادة مستمرة في أي من الاتجاهين ، دون أي توقف أو حدود ما لم تتم إضافة مكون التوقف.
تكون المحركات الدوارة متعددة الاستخدامات ويمكن استخدامها عن طريق ربط شيء ما بحافة القيادة لإنشاء الحركة المطلوبة في التطبيق النهائي. ومع ذلك ، من المهم النظر في عزم الدوران والسرعة المطلوبة للتطبيق. نظرًا لأن المحركات الدوارة لها قوة زاوية ، يتم اختيارها بناءً على أبعاد عزم الدوران والسرعة. تجدر الإشارة إلى أن عزم الدوران والسرعة المقايضة ضد بعضهما البعض ، لذلك يؤدي عزم الدوران العالي إلى انخفاض سرعة ، والعكس صحيح. ويرجع ذلك إلى الطريقة التي تعمل بها نسب التروس في أي نوع من الحركة حيث توجد تروس بين محرك القيادة وعجلة القيادة النهائية.
المسار المشغل - مشغل الشريحة
يعمل مشغل المسار ، المعروف أيضًا باسم مشغل الشريحة ، بشكل مختلف عن المحركات الأخرى لأنه لا يحتوي على عمود أو قضيب ينزلق داخل وخارج نهاية المشغل. بدلاً من، تنزلق النقل على طول الجسم الرئيسي أو مسار المشغل. هذا التصميم الفريد يجعله مثاليًا لتطبيقات محددة ، مثل كراسي التدليك أو خطوط التجميع الصناعية حيث يحتاج المسار إلى تحريك شيء داخل وخارج بشكل متكرر.
تتمثل إحدى الميزات المهمة لهذا النوع من المشغل في تنوعها عندما يتعلق الأمر بالتثبيت. تحتوي النقل أو الجوز ، كما يطلق عليهم في بعض الأحيان ، على العديد من الثقوب الملولبة التي تجعل من السهل إرفاق الأشياء بها. بالإضافة إلى ذلك ، من الممكن تثبيت أكثر من عربة واحدة على نفس المسار ، مما يزيد من القوة والصلابة.
كيفية اختيار المشغل الخطي الكهربائي المناسب
عند اختيار مشغل كهربائي ، من الأهمية بمكان النظر في المتطلبات المحددة لتطبيقك. من خلال نماذج المشغلات المختلفة ، مثل المحركات المتوازية أو على شكل حرف L أو مضمّن ، متاحة لمجموعة واسعة من التطبيقات ، يمكن أن يكون اختيار التسلط الصحيح أمرًا صعبًا. لقد كتبنا مقالة منفصلة على وجه التحديد حول موضوع أنواع مختلفة من أنماط المحركات الكهربائية هنا.
النظر في متطلبات الحمل:
لضمان الأداء الأمثل والكفاءة ، من الضروري تحديد الحمل والسرعة ودورة العمل والمساحة المتاحة والبيئة والقيود الفنية الأخرى لتطبيقك. سيحدد تحديد الحمل المطلوب مكونات المشغل ، مثل المحرك ، الجوز ، المغزل ، التروس ، محامل الكرة ، اعتمادًا على اتجاه تشغيل المشغل وطوله. وبالمثل ، فإن تحديد السرعة المطلوبة ودورة العمل سيساعدك على اختيار مشغل يمكنه التعامل مع متطلبات السرعة والرسوم الخاصة بالتطبيق.
النظر في تخصيص المساحة:
هناك عامل حاسم آخر يجب مراعاته عند اختيار مشغل هو المساحة المتاحة للتكامل في التطبيق الخاص بك. اعتمادًا على قيود المساحة الخاصة بك ، قد تكون نماذج بعض المشغلات ، مثل المشغلات الكهربائية المضمنة ، أكثر ملاءمة من غيرها. كل أنواع المشغلات المختلفة لها كل من إيجابياتها وكراتها عندما يتعلق الأمر بحجمها. على سبيل المثال ، يجعل المحرك المضمن المشغلات أطول بكثير لطول السكتة الدماغية المعطى مقارنة بمشغل منتظم على شكل L.
النظر في البيئة التي ستعمل:
تعتبر بيئة التشغيل أيضًا اعتبارًا أساسيًا عند اختيار مشغل كهربائي. ستكون هناك حاجة إلى مواد مختلفة وتصنيفات حماية الدخول بناءً على ما إذا كانت المعدات تعمل في الداخل أو في الهواء الطلق ، تتعرض للغبار أو الرطوبة أو التنظيف المكثف ، وإذا كانت تتطلب عملية صامتة.
في النهاية ، يعتمد اختيار مشغل كهربائي على مجموعة متنوعة من المعلمات ، ومن الضروري اختيار مشغل خطي يلبي متطلبات التطبيق المحددة. على الرغم من أن الميزانية هي أيضًا عاملة في تخطيط المشروع ، فإن تقييم جميع المعلمات سيساعدك على إنشاء الجهاز الأنسب لتطبيقك. عندما يتعلق الأمر بمتطلبات تصنيف IP ، تأكد من اختيار تصنيف IP الصحيح للمشغل لمطابقة البيئة المحددة التي ستعمل عليها. لقد كتبنا مقالة منفصلة فقط حول موضوع تصنيف IP هنا.
الفصل 2
مقارنة أنظمة المشغل: الخصائص والاعتبارات الرئيسية
مقارنة بين أنظمة المشغل المختلفة: الهوائية والهيدروليكية والكهربائية
المشغلات هي مكونات أساسية في صناعة التصنيع والأتمتة. يتم استخدامها لإنشاء حركة في الآلات والأنظمة ، وتحويل الطاقة إلى الحركة. هناك عدة أنواع من أنظمة المشغلات ، مع الثلاثة الأكثر شيوعًا هي الهوائية والهيدروليكية والكهربائية. سنناقش خصائص كل نظام مشغل ومزايا وعيوب ، ومقارنتها مع بعضها البعض.
نظام المحرك الهوائي
تستخدم أنظمة المشغل الهوائي على نطاق واسع في الصناعة بسبب انخفاض تكلفتها وبساطتها. وهي تتكون من مكبس بسيط داخل أسطوانة مجوفة ، والتي تتحرك في حركة خطية. تتطلب هذه المشغلات ضاغط الهواء ، والمنظم ، واسطوانة الهواء للضغط. عند تطبيق الضغط على الأسطوانة ، يتحرك المكبس ، مما يخلق القوة الخطية اللازمة. يمكن تحقيق التراجع إما عن طريق قوة ربيع أو من خلال توفير السوائل على الجانب الآخر من المكبس.
أحد العيوب الرئيسية للمشغلات الهوائية هو أنه من الصعب تحقيق دقة الموقف. يتطلب تحديد المواقع منتصف السكتة الدماغية مكونات إضافية ودعم المستخدم ، مما يجعل من الصعب تحقيق النتائج المرجوة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن المحركات الهوائية لها تصنيف محدود للحمل مقارنة بالمشغلات الهيدروليكية والكهربائية.
نظام المشغل الهيدروليكي
تشتهر أنظمة المشغل الهيدروليكي بقدرتها على إنتاج قوى عالية جدًا وسكتات قياسية طويلة. يستخدمون سائلًا غير قابل للضغط المقدم بواسطة مضخة لنقل الأسطوانة في حركة خطية. تتكون هذه المشغلات من مكونين أساسيين: جهاز تحكم ، مثل الخانق المتغير أو صمامات الشرائح المقترنة ، ومكون تشغيل ، مثل مكبس أو شريحة صمام مسيطرة. إنهم قادرون على القوى العالية للغاية والسكتات الدماغية الطويلة ولكنها ليست قابلة للبرمجة.
المشغلات الهيدروليكية مقاومة للانفجار ومقاومة للصدمات ومقاومة للشرارة ، مما يجعلها مناسبة للبيئات الخطرة. ومع ذلك ، فهي أيضًا معقدة للغاية ، وتتطلب مضخة الضغط العالي ، ومنظمات الضغط العالي ، وخزان السائل الهيدروليكي. يمكن أن تكون تسرب السوائل الهيدروليكية والتخلص من التحديات ويتطلب الصيانة.
نظام المحرك الكهربائي
تعد أنظمة المشغلات الكهربائية دقيقة للغاية ، مما يجعلها مناسبة لتطبيقات التسارع والتباطؤ ذات السرعة العالية والقوة والدقة والتسارع. تقوم هذه المحركات بتحويل القوة الدورانية للمحرك إلى حركة خطية ، باستخدام المسمار لإنشاء تأثير دفع/سحب. عن طريق تدوير المسمار للمشغل عبر المحرك ، سوف يتحرك الجوز لأعلى ولأسفل في حركة خطية. المحركات الكهربائية قابلة للبرمجة أيضًا ، مما يوفر مرونة في إمكانات التحكم في الحركة مع وحدة تحكم إلكترونية.
بالمقارنة مع المشغلات الهيدروليكية والهدية ، المشغلات الكهربائية هي الأكثر موثوقية وتتطلب الصفر تقريبًا. كما أنها صديقة للبيئة ولها آثار ضئيلة. ومع ذلك ، لديهم قدرة محدودة على التعامل مع أحمال الصدمة ، والتي يمكن أن تسبب أضرارًا ميكانيكية. كما أنها بطيئة إلى عالية ، ولكنها مرتبطة للغاية بالقوة ، مما يعني أن السرعة العالية ستعني القوة المنخفضة ، ولكن السرعة المنخفضة تعني إمكانيات القوة العالية.
مقارنة الخصائص
في الجدول أدناه ، قمنا بتلخيص خصائص كل نظام مشغل. تعد المحركات الكهربائية هي أبسط وأكثرها فعالية من حيث التكلفة ، حيث تأتي الهوائية في المرتبة الثانية ، لكن لديها تصنيفات حمولة محدودة ، ومن الصعب تحقيق دقة الموضع. المحركات الهيدروليكية قادرة على إنتاج قوى عالية للغاية وسكتات قياسية طويلة ، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات الشاقة ، لكنها معقدة وتتطلب صيانة. المحركات الكهربائية هي الأكثر موثوقية ودقة ، لكنها محدودة في التعامل مع أحمال الصدمة.
عندما يتعلق الأمر بالكفاءة وتكاليف التشغيل ، فإن المحركات الكهربائية هي الفائز الواضح ، مع انخفاض تكاليف التشغيل والصيانة. يتمتع المحركات الهوائية بتكاليف شراء وتشغيل معتدلة ، في حين أن المشغلات الهيدروليكية لديها تكاليف شراء وتشغيل عالية. ومع ذلك ، فإن المحركات الهيدروليكية لها عمر طويل ، مما يجعلها حلاً فعالًا من حيث التكلفة على المدى الطويل.
خاتمة
في الختام ، يتطلب اختيار نظام المشغل المناسب لتطبيقك دراسة متأنية لاحتياجاتك المحددة ، لأن كل منها له مزاياه وعيوبه. إن أنظمة المشغلات الهوائية والهيدروليكية والكهربائية لها خصائص فريدة تجعلها مناسبة لتطبيقات معينة. تعد الأنظمة الهوائية مثالية للتطبيقات البسيطة التي تتطلب سرعة عالية ، في حين أن الأنظمة الهيدروليكية هي الأنسب للتطبيقات الشاقة التي تتطلب قوة عالية وضربات طويلة. النظم الكهربائية دقيق للغاية وموثوق به، جعلها الخيار الأفضل للتطبيقات التي تتطلب الدقة والتكرار.
صفات | هوائي | هيدروليكي | كهربائي |
---|---|---|---|
تعقيد | يتطلب ضاغط الهواء ومنظمًا وربما أسطوانة هوائية للضغط | نظام معقد للغاية. يتطلب مضخة الضغط العالي ، منظمات الضغط العالي ، خزان السائل الهيدروليكي | بسيط جدا. المحركات هي نظام واحد محتوى ذاتي. |
الطاقة القصوى | عالي | عالي جدا | عالي |
يتحكم | التحكم البسيط في الصمام ، يتم تشغيله عبر مشغلات الملف اللولبي | التحكم البسيط في الصمام ، يتم تشغيله عبر مشغلات الملف اللولبي | مرونة قدرات التحكم في الحركة مع وحدة التحكم الإلكترونية |
موضع | من الصعب للغاية تحقيق دقة الموقف | يتطلب وضع السكتة الدماغية مكونات إضافية ودعم المستخدم | تتيح إمكانات تحديد المواقع والتحكم في السرعة المزامنة والعديد من خيارات التحكم الأخرى وصولاً إلى مستويات التحكم في ميكرون. |
سرعة | عالي جدا | معتدل | بطيئة إلى عالية ، ولكن مرتبطة للغاية للقوة. حتى السرعة العالية ستعني قوة منخفضة ، لكن السرعة المنخفضة تعني قدرات القوة العالية |
تقييمات الحمل | عالي | عالي جدا | يمكن أن يكون مرتفعًا اعتمادًا على مقايضة السرعة |
حياة | معتدل | طويل | طويل |
التسريع | عالي جدا | عالي جدا | معتدل |
أحمال الصدمة | قادر على التعامل مع أحمال الصدمة | الانفجار مقاوم ومقاوم للصدمات ومقاومة للشرارة | قدرة محدودة على التعامل مع أحمال الصدمة - يمكن أن تسبب أضرارًا ميكانيكية. |
البيئة | مستويات ضوضاء عالية | تسرب السوائل الهيدروليكية والتخلص منها | الحد الأدنى من الآثار |
خدمات | الضاغط ، السلطة ، الأنابيب | المضخة ، الطاقة ، الخزان الهيدروليكي ، الأنابيب | القوة فقط |
كفاءة | قليل | قليل | عالي |
مصداقية | ممتاز | جيد | جيد |
صيانة | ارتفاع صيانة المستخدم | ارتفاع صيانة المستخدم | القليل من الصيانة |
تكلفة الشراء | واسطة | عالي | منخفظ جدا |
القيمه التشغيليه | معتدل | عالي | قليل |
تكلفة الصيانة | قليل | عالي | قليل |
الفصل 3
مكونات داخل مشغل خطي كهربائي
هناك العديد من المكونات داخل مشغل كهربائي نموذجي. فيما يلي بعض المكونات الشائعة التي يمكن العثور عليها داخل مشغل خطي كهربائي:
- المحرك الكهربائي - يوفر القدرة على نقل قضيب المشغل أو رمحه داخل وخارج
- برغي الرصاص أو المسمار - يحول الحركة الدوارة للمحرك إلى حركة خطي لقضيب إخراج المشغل
- مفاتيح التشفير أو الحد الأقصى - توفير ملاحظات في الموضع والحد من نطاق حركة المشغل لمنع الضرر أو التحميل الزائد
- الإسكان أو الغلاف - يحتوي على المكونات الداخلية وتحميها ويوفر نقاط التثبيت للمشغل
- المحامل - دعم قضيب الإخراج وتقليل الاحتكاك أثناء الحركة
- صندوق التروس - يقلل من سرعة المحرك ويزيد من إخراج عزم الدوران ، مما يسمح للمشغل بتحريك الأحمال الثقيلة أو ممارسة قوة أكبر.
لاحظ أن المكونات المحددة وتكويناتها قد تختلف حسب نوع وتطبيق المشغل الخطي الكهربائي. الصورة أدناه هي صورة عالية المستوى تعرض المكونات الرئيسية.
هل تريد رؤية المزيد من التفاصيل داخل مشغل؟
في الصورة أدناه ، يمكنك رؤية نموذج نموذجي FIRGELLI المحرك وجميع مكوناته بمزيد من التفصيل. لا يزال هذا المستوى من التفاصيل يفتقر إلى العديد من الأجزاء مثل الحلقات O والأسلاك وما إلى ذلك ، لأن هذا من شأنه أن يلفت الصورة كثيرًا ، لذلك أزلنا بعض المكونات غير الأساسية لسهولة المشاهدة.
المحرك
تحتوي جميع المحركات الكهربائية على محرك إما AC أو DC. معظمها من العاصمة لأنها أكثر أمانًا في التعامل معها ويمكن التحكم في التيار المستمر أسهل بكثير. حجم المحرك هو ما يمنح المشغل قوته ، وبالتالي فإن المحركات الأكبر تعني المزيد من القوة والعكس صحيح.
عندما يتعلق الأمر بالمحركات ، يوجد نوعان ، مصحوبون وبدون فرش. المحرك المصقول ، وهو النوع الأكثر شيوعًا ، هو نوع من محرك DC الذي يستخدم الفرش (مصنوعة من الكربون أو الجرافيت) إلى نقل الطاقة الكهربائية إلى الدوار (الجزء الدوار من المحرك). تشمل المكونات الأساسية للمحرك المصقول الجزء الثابت (الجزء الثابت) ، الدوار (الجزء الدوار) ، والركاب.
.
يحتوي الجزء الثابت على لفائف أو أكثر من الأسلاك التي يتم جرحها حول قلب معدني. عادة ما يتم ترتيب هذه الملفات في نمط دائري حول الدوار. يتكون الدوار ، من ناحية أخرى ، من عمود مثبت على المحامل وسلسلة من اللفات الأسلاك أو المغناطيس الدائم الذي يتم ترتيبه في نمط أسطواني حول العمود.
المتسابق هو موصل أسطواني مجزأ يتم تثبيته على العمود ويتصل بلفات الدوار. تتواصل الفرش مع المتسابق ، والسماح يتم نقل الطاقة الكهربائية من مصدر الطاقة إلى الدوار.
عندما يتم تطبيق الطاقة الكهربائية على ملفات الثابت ، فإنها تخلق مجالًا مغناطيسيًا حول الدوار. يتفاعل المجال المغناطيسي مع المجال المغناطيسي الناتج عن الدوار ، مما تسبب في تدوير الدوار. مع تحول الدوار ، تتحرك شرائح الركاب عبر الفرش ، مما يؤدي إلى تبديل قطبية التيار المتدفق من خلال لفات الدوار ، والتي تنتج عزم الدوران الذي يدفع المحرك.
يتم ترتيب شرائح الركاب في نمط محدد بحيث يتغير قطبية التيار في لفات الدوار في الوقت المناسب أثناء كل دوران الدوار. يتيح تبديل التيار هذا للمحرك متابعة الدوران في نفس الاتجاه.
المحركات المصقولة بسيطة نسبيا في التصميم والبناء ، ولكن لديها بعض القيود. واحدة من العيوب الرئيسية هي أن فرش وارتداء الفرشاة مع مرور الوقت، مما يؤدي إلى زيادة الاحتكاك وتقليل الكفاءة. هذا التآكل يمكن أن يولد الشرارات و تسبب التداخل الكهرومغناطيسي. بالإضافة إلى ذلك ، تميل المحركات المصقولة إلى أن تكون أقل كفاءة ولديها نسبة أقل من الطاقة إلى الوزن مقارنة بالمحركات بدون فرش. ومع ذلك ، فإن المحركات التي يتم تفريغها أكثر شيوعًا ، وأقل نقاط سعر أقل بكثير ، وأسهل بكثير السيطرة عليها. هذا هو السبب في أنها الأكثر استخدامًا في المحركات الكهربائية.
يوجد أدناه محرك بدون فرش
يستخدم المحرك بدون فرش (BLDC) تكوينًا مختلفًا حيث يكون الدوار هو الجزء الدوار ، ويحتوي الجزء الثابت (الجزء الثابت) على اللف. يتكون الدوار في محرك BLDC عادة من سلسلة من المغناطيس الدائم مرتبة في نمط دائري حول العمود. الجزء الثابت ، الذي يحيط بالدوار لفائف متعددة من السلك الجرح في نمط معين. يتم تنشيط لفات الثابت بواسطة وحدة تحكم إلكترونية تستخدم أجهزة استشعار لتحديد موضع مغناطيس الدوار والتحكم في تدفق التيار إلى لفائف الثابت ، مما ينتج عنه مجال مغناطيسي دوار يتفاعل مع المغناطيس الدائم على الدوار ، مما تسبب في تدور .
الاختلافات الرئيسية بين نوعي المحركات هي:
- تتطلب المحركات المصقولة فرشًا لنقل الطاقة إلى الدوار ، في حين أن المحركات بدون فرش لا تتطلب فرشًا لأن الجزء الثابت هو الجزء الثابت الذي يحتوي على اللفات.
- تميل المحركات المصنوعة بالفرشاة إلى توليد المزيد من التداخل الكهرومغناطيسي وإنتاج المزيد من الحرارة بسبب الفرش التي تلامس المتسابق ، في حين أن المحركات بدون فرش لا تلامس ، مما ينتج عنه تدخل أقل في الحرارة والكهرومغناطيسي.
- تتمتع المحركات بدون فرش بنسبة طاقة إلى وزن أعلى وأكثر كفاءة من المحركات المصقولة حيث لا توجد خسائر في الطاقة بسبب الاحتكاك بين الفرش والركاب.
- عادة ما تكون المحركات بدون فرش أكثر تكلفة من المحركات المصقولة بسبب الإلكترونيات الأكثر تعقيدًا اللازمة للتحكم في المحرك.
- عمر محرك بدون فرش أطول بكثير لأنه لا توجد نقاط اتصال بين المتسابق والفرش ، في الواقع ، الأجزاء الوحيدة البالية هي في المحامل التي عادة ما تكون لها عمر طويل جدًا.
الأجزاء المهمة - clevis
Clevis (في بعض الأحيان مكتوبة "clevice") هو أ مثبت ميكانيكي يستخدم للانضمام إلى كائنين معًا، عادة قضيب أو رمح إلى الحمل أو الارتباط. يتكون من قوس معدني على شكل حرف U مع ثقوب في نهايات الأسلحة التي تسمح بربط دبوس أو الترباس. يمكن استخدام clevis لنقل القوى أو الحركة بين الكائنات مع السماح بدرجة ما من الدوران أو المحور. تستخدم Clevises بشكل شائع في مختلف التطبيقات الصناعية ، كما هو الحال في بناء الآلات والمركبات والطائرات. يمكن العثور عليها أيضًا في الأنظمة الهيدروليكية والهدية ، حيث يتم استخدامها لتوصيل الأسطوانات أو المكابس أو المكونات الأخرى إلى الحمل أو المشغل.
فيما يلي صورة لـ clevis على كل من نهاية القضيب (الجزء الذي يتحرك) ونهاية المحرك (الجزء الذي يبقى ثابتًا في مكانه)
الغرض من نهايات Clevis للمشغل هو أن طرف واحد يبقى ثابتًا (عادةً ما يكون نهاية المحرك) ونهاية قضيب التي تمتد إلى داخل وخارج جبل Clevis أيضًا. تستخدم الأقواس على شكل حرف U التي تتناسب مع كلا الطرفين دبوسًا مستديرًا وهذا يسمح للقوس بالتناوب حول محور واحد. هذا أمر مهم للغاية لأنه نظرًا لأن المشغل يدفع شيئًا مفتوحًا ومغلقًا ، فإن المشغل يغير أيضًا الزاوية ، دون أن يتمكن من التدوير حول محور واحد على الأقل الذي سيفشل فيه النظام.
الفصل 4
ميزات السلامة
حماية من زيادة الحمولة
بعض المحركات تأتي مع نظام حماية تيار زائد مدمج يسمى الثرمستور.
الثرمستور هو أ نوع المقاوم الذي تختلف مقاومته مع درجة الحرارة. اسم "الثرمستور" هو مزيج من "الحرارية" و "المقاوم". تُستخدم الثرمستورات بشكل شائع في الدوائر الإلكترونية كمستشعرات لدرجة الحرارة ، حيث يتم قياس مقاومتها مع درجة الحرارة واستخدامها لتحديد درجة حرارة البيئة المحيطة.
هناك نوعان من الثرمستور: معامل درجة الحرارة الإيجابية (PTC) ومعامل درجة الحرارة السلبية (NTC). تتمتع الثرمستورات PTC بمقاومة تزداد مع زيادة درجة الحرارة ، في حين أن الثرمستورات NTC لها مقاومة تتناقص مع زيادة درجة الحرارة.
تتكون الثرمستورات من مواد أشباه الموصلات مثل أكاسيد المعادن ، والتي لها أ حساسية عالية لتغيرات درجة الحرارة. العلاقة بين درجة حرارة المقاومة من الثرمستور غير خطية ، مما يعني أن تغيير المقاومة ليس ثابتًا مع درجة الحرارة. يمكن تقريب العلاقة بين المقاومة ودرجة الحرارة من خلال معادلة رياضية تسمى معادلة شتاينهارت هارت.
تُستخدم الثرمستورات في مجموعة واسعة من التطبيقات ، بما في ذلك قياس درجة الحرارة والتحكم في الدوائر الإلكترونية ، وتعويض درجة الحرارة في دوائر المذبذب ، وحماية الأجهزة الإلكترونية من ظروف التفوق. كما أنها تستخدم في السيارات و HVAC والتطبيقات الطبية لاستشعار درجة الحرارة والتحكم فيها. FIRGELLI جعلها مدمجة في أحد طرز المشغل الخاصة بنا للعميل الذي يحب هذه الميزة.
ليس كل المشغلات لديها الثرمستورات المدمجة لأن إعادة تعيين الثرمستور بمجرد بدء تشغيله ، يجب عليك إزالة الحمل الذي تسبب في بدء القطع ثم عكس القطبية إلى المشغل. يمكن أن يكون ذلك سهلاً للغاية مع برنامج التحكم ، ولكن بالنسبة لإعداد تمثيلي مع مجرد مصدر طاقة ومفتاح ، قد لا يكون الأنسب. لكن هذا النوع من السلامة فعال للغاية ومثالي للتطبيقات التي يمكن فيها إصابة الأطفال أو الأصابع بخلاف ذلك.
الفصل 5
عوامل التحميل والسرعة
يمكن أن تؤثر الميزات المختلفة للمشغل على سرعته وحملها ، بما في ذلك الجهد ونوع الرصاص ومواصفات المحرك. فيما يلي بعض الميزات وتأثيراتها:
1. الجهد: يؤثر الجهد الموفر للمشغل على السرعة والعزم الذي يمكن إنتاجه. الفولتية الأعلى عادة ما تؤدي إلى ارتفاع سرعات وعزم الدوران. ومع ذلك ، قد يؤدي استخدام الفولتية الأعلى أيضًا إلى ارتفاع استهلاك الطاقة ، وقد يتطلب إمدادات طاقة أكثر تكلفة ووحدات تحكم. يعتمد اختيار الجهد لمحرك DC على متطلبات التطبيق والقيود. فيما يلي بعض الفوائد وعيوب استخدام محركات 12V و 24V و 48V DC
الجهد االكهربى | فوائد | عيوب |
---|---|---|
12 فولت | متوفر على نطاق واسع وبأسعار معقولة ؛ انخفاض استهلاك الطاقة وتكلفة البطاريات وإمدادات الطاقة | محدودية إخراج الطاقة والسرعة ؛ قد لا تكون مناسبة للتطبيقات الشاقة أو عالية الأداء |
24 فولت | المزيد من إخراج الطاقة والسرعة من محركات 12V ؛ أكثر كفاءة ويمكن أن تتعامل مع الأحمال الأعلى ؛ شائع الاستخدام في التطبيقات الصناعية | قد تتطلب إمدادات طاقة أكثر تكلفة ووحدة تحكم محرك من محركات 12 فولت |
48 فولت | ناتج الطاقة العالي والسرعة مقارنة بمحركات الجهد المنخفض ؛ أكثر كفاءة ويمكن أن تتعامل مع الأحمال الأعلى ؛ مناسبة للتطبيقات عالية الأداء | أغلى من محركات الجهد المنخفض ؛ يتطلب ارتفاع إمدادات طاقة الجهد ووحدة تحكم المحرك من محركات الجهد المنخفض |
2. نوع Leadscrew: leadscrew هو مسؤول عن تحويل الحركة الدوارة من المحرك إلى الحركة الخطية للمشغل. يمكن أن تؤثر أنواع أطقم العملاء المتوقعين على سرعة وحمل المحرك بسبب الاحتكاك الذي يخلقه كل منها. تكون مسامير الرصاص ACME أقل تكلفة ويمكنها التعامل مع الأحمال الثقيلة ، ولكن لها كفاءة أقل وقد تنتج المزيد من الحرارة. من ناحية أخرى ، تكون مسامير الكرة أكثر كفاءة ولديها سرعات أعلى ، ولكن يمكن أن تكون أكثر تكلفة ولكن لا يزال لديها قدرات حمولة عالية.
3. مواصفات المحرك: المحرك مسؤول عن توفير القدرة على نقل المشغل. يمكن أن تؤثر مواصفات المحرك المختلفة على السرعة وعزم الدوران التي يمكن إنتاجها. يمكن أن تنتج محركات RPM أعلى من سرعات أعلى ولكن قد يكون لها عزم دوران أقل، في حين أن محركات عزم الدوران الأعلى يمكن أن تتعامل مع الأحمال الثقيلة ولكن قد يكون لها سرعات أقل. يمكن أن يؤثر حجم ووزن المحرك أيضًا على الحجم الكلي ووزن المشغل.
فيما يلي جدول يلخص بعض الميزات ، الإيجابيات ، وسلبيات مكونات المحرك الكهربائي المختلفة:
ميزة | إيجابيات | سلبيات |
---|---|---|
الجهد للتحكم في السرعة | يمكن أن يؤدي الجهد العالي إلى ارتفاع سرعات وعزم دوران | قد يتطلب الجهد الأعلى إمدادات طاقة ووحدات تحكم أكثر تكلفة |
acme leadscrew | أقل تكلفة ويمكنه التعامل مع الأحمال الثقيلة | كفاءة أقل وقد تنتج المزيد من الحرارة |
الكرة اللولبية | أكثر كفاءة ولديها سرعات أعلى | أكثر تكلفة ومعقدة وتتطلب مساحة أكبر |
محرك RPM عالي | سرعات أعلى | عزم الدوران السفلي |
محرك عزم الدوران العالي | يمكن التعامل مع الأحمال الأثقل | سرعات أقل |
حجم والوزن | يمكن أن يكون الحجم والوزن الأصغر مفيدًا لتطبيقات معينة | حجم ووزن أكبر قد يحدان من بعض التطبيقات |
الفصل 6
تصنيف IP للمشغلات الكهربائية
عمر المشغل ليس فقط تتأثر بمكوناتها الداخلية ولكن أيضًا قدرتها على تحمل التدخلات البيئية مثل الأشياء الصلبة والسوائل. لضمان أن المشغلات الكهربائية لدينا تتوفر متانة طويلة الأمد ،FIRGELLI يضيف ختم واقٍ حول الخارج.
لتخصيص مستوى الحماية لكل تطبيق ، نقوم بحساب تصنيف IP ، والذي يمثل تصنيف حماية الدخول. يتكون تصنيف IP من رقمين يتبعان "IP" يشير إلى مستوى الحماية ضد الدخول من الأشياء الخارجية الصلبة والسوائل.
يتراوح الرقم الأول من 0 إلى 6 ، مما يشير إلى مستوى الحماية ضد الغبار والحطام ، في حين يتراوح الرقم الثاني من 0 إلى 8 ، مما يشير إلى مستوى الحماية ضد السوائل مثل الماء.
مستوي رقم التعريف الألكتروني | التطبيقات المشتركة | نماذج مشغل متوافقة |
---|---|---|
IP42 | التطبيقات الداخلية التي لا تعد فيها الغبار والمياه عوامل مهمة ، مثل مصاعد التلفزيون والأثاث المنزلي والأسرة القابلة للتعديل | |
IP54 | بيئات أكثر تقلبًا مثل المستشفيات أو مكاتب الأسنان أو المستودعات | نماذج الأدوات, سلسلة رصاصة, نماذج ديلوكس, جميع النماذج الصغيرة. |
IP66 | الظروف الخارجية القاسية مثل مواقع بناء المزرعة ومعدات التنقل الطبية والمرضى مثل مصاعد البلياردو والأسرة الطبية | المحركات ذات الخدمة الفائقة ، النماذج الصناعية |
تصنيف IP ليس فقط يحسن عمر من المعدات ولكن أيضا يضمن سلامة المستخدمين. لضمان جودة منتجاتنا ، FIRGELLI الموضوعات جميع المنتجات النهائية لاختبارات ما قبل التجارة في ظل ظروف صارمة تتجاوز الاستخدام الفعلي. لقد كتبنا مقالة أكثر تفصيلا حول موضوع تصنيف IP هنا.
لعرض النطاق الكامل من FIRGELLIالمحركات ، انقر هنا.