การควบคุมมอเตอร์

DC มีแปรงถ่าน (BDC)

มอเตอร์ DC มีแปรงถ่าน (BDC) มีจุดกำเนิดจาก “แปรงถ่าน” ที่ใช้ในการสับเปลี่ยนทิศทาง มอเตอร์ DC มีแปรงถ่านมักถูกใช้ในอุปกรณ์ไฟฟ้าภายในบ้านและรถยนต์ นอกจากนี้ยังมีการใช้งานในอุตสาหกรรมอย่างกว้างขวางด้วยเนื่องจากมีอัตราส่วนในการเปลี่ยนแรงบิดเป็นความเร็วที่มีแต่ในมอเตอร์ที่มีแปรงถ่านเท่านั้น BDC ควบคุมได้ง่ายเนื่องจากแรงบิดและความเร็วจะเป็นไปตามแรงดันและกระแสที่ได้รับ

มอเตอร์ DC มีแปรงถ่านประกอบด้วย 4 ส่วนหลักๆ ได้แก่ สเตเตอร์ โรเตอร์ (หรืออาร์มาเจอร์) แปรงถ่าน และตัวสับเปลี่ยนทิศทาง โรเตอร์ หรืออาร์มาเจอร์เกิดจากการพันขดลวดหนึ่งชุดหรือมากกว่า ซึ่งจะเกิดสนามแม่เหล็กขึ้นเมื่อขดลวดเหล่านี้ได้รับพลังงาน ขั้วแม่เหล็กของสนามแม่เหล็กจากโรเตอร์นี้จะดึงดูดขั้วตรงข้ามที่สร้างโดยสเตเตอร์ ทำให้โรเตอร์หมุน เมื่อโรเตอร์หมุน ขดลวดจะได้รับพลังงานเรื่อยๆ ตามลำดับที่ต่างกันเพื่อไม่ให้ขั้วสนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นโดยโรเตอร์มากกว่าขั้วที่สร้างโดยสเตเตอร์ การสลับทิศทางของสนามแม่เหล็กของขดลวดโรเตอร์นี้เรียกว่า การสับเปลี่ยนทิศทาง ทิศทางการหมุน ไม่ว่าจะตามเข็มหรือทวนเข็มนาฬิกาก็ตาม สามารถสลับได้อย่างง่ายดายโดยสลับขั้วของแปรงถ่าน ตัวอย่างเช่น สลับขั้วของแบตเตอรี่

มอเตอร์ BDC มีสี่ประเภทด้วยกัน มอเตอร์ DC แม่เหล็กถาวร มอเตอร์ DC มีแปรงถ่านพันขดลวดแบบชันท์ มอเตอร์ DC พันขดลวดแบบอนุกรม และสุดท้ายคือมอเตอร์ DC มีแปรงถ่านพันขดลวดแบบผสม ซึ่งเป็นการผสมผสานระหว่างมอเตอร์ DC มีแปรงถ่านที่พันขดลวดแบบอนุกรมและแบบชันท์

Related product categories

DC แบบไร้แปรงถ่าน (BLDC)

มอเตอร์ DC แบบไร้แปรงถ่าน (BLDC) มีอีกชื่อหนึ่งว่ามอเตอร์เปลี่ยนทิศทางด้วยกระแสไฟฟ้า เนื่องจากไม่มีแปรงถ่านที่โรเตอร์และสับเปลี่ยนทิศทางด้วยไฟฟ้าที่ตำแหน่งเฉพาะบนโรเตอร์ มอเตอร์ BLDC เป็นมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรที่มีรูปคลื่น EMF เป็นเอกลักษณ์ จึงทำงานคล้ายกับมอเตอร์ DC มีแปรงถ่าน มอเตอร์ BLDC จะไม่ทำงานจากแหล่งจ่ายไฟ DC โดยตรง แต่หลักในการทำงานนั้นจะเหมือนมอเตอร์ DC

มอเตอร์ DC แบบไร้แปรงถ่านมีโรเตอร์พร้อมแม่เหล็กถาวรและสเตเตอร์พันขดลวด มอเตอร์ BDLC จึงเป็นมอเตอร์ DC ที่กลับด้านในออกด้านนอก ไม่มีแปรงถ่านและตัวสับเปลี่ยนทิศทางและเชื่อมต่อขดลวดกับอิเล็กทรอนิกส์ควบคุม อิเล็กทรอนิกส์ควบคุมนี้จะทดแทนฟังก์ชันของตัวสับเปลี่ยนทิศทางและให้พลังงานกับขดลวดที่เหมาะสม ขดลวดจะได้รับพลังงานในรูปแบบซึ่งหมุนรอบสเตเตอร์ ขดลวดสเตเตอร์ที่ได้รับพลังงานจะส่งไปยังแม่เหล็กของมอเตอร์และสลับเมื่อโรเตอร์มีแนวตรงกับสเตเตอร์

มอเตอร์ DC แบบไร้แปรงถ่านเหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการความน่าเชื่อถือสูง ประสิทธิภาพสูง และมีกำลังต่อปริมาณสูง โดยทั่วไปแล้ว มอเตอร์ BLDC ถือเป็นมอเตอร์ประสิทธิภาพสูงที่สามารถให้แรงบิดปริมาณมากในหลายช่วงกำลังได้

Related product categories

มอเตอร์เหนี่ยวนำ AC

มอเตอร์ไฟฟ้าที่ได้รับความนิยมและมีการใช้งานมากที่สุดคือมอเตอร์เหนี่ยวนำ มอเตอร์ประเภทนี้มีชื่อเรียกอีกอย่างหนึ่งว่ามอเตอร์อะซิงโครนัสเนื่องจากโรเตอร์จะหมุนที่ความเร็วต่ำกว่าสนามแม่เหล็กเสมอ จึงกลายเป็นมอเตอร์อะซิงโครนัส AC มอเตอร์จะหมุนที่ความเร็วต่ำกว่าความเร็วซิงโครนัส มอเตอร์เหนี่ยวนำ AC สามารถใช้งานในแบบเฟสเดียวหรือหลายเฟสก็ได้ ระบบไฟฟ้าเฟสเดียวได้รับความนิยมมากกว่าระบบสามเฟสในการใช้งานภายในบ้าน การใช้งานเชิงพาณิชย์ และการใช้งานทางอุตสาหกรรมบางประเภท

สเตเตอร์ของมอเตอร์ยังมีออฟเซ็ตการพันขดลวดที่ทับซ้อนกันด้วย เมื่อขดลวดหลักหรือสเตเตอร์เชื่อมต่อเข้ากับแหล่งจ่ายไฟ AC แล้ว จะสร้างสนามแม่เหล็กที่หมุนซึ่งเกิดจากการหมุนที่ความเร็วซิงโครนัสขึ้นมา ความเร็วในทางทฤษฎีของโรเตอร์ในมอเตอร์เหนี่ยวนำจะขึ้นอยู่กับความถี่ของแหล่งจ่ายไฟ AC และจำนวนขดลวดของสเตเตอร์และไม่มีโหลดที่มอเตอร์นั้นจะใกล้เคียงกับความเร็วในการหมุนของสนามแม่เหล็ก โดยจะหมุนที่ความเร็วต่อเนื่องเว้นแต่จะให้ตัวขับความถี่แปรผัน

ข้อได้เปรียบที่โดดเด่นที่สุดของมอเตอร์เหนี่ยวนำ AC คือความเรียบง่าย มอเตอร์มีชิ้นส่วนเคลื่อนไหวเพียงชิ้นเดียวเท่านั้น ทำให้มีต้นทุนต่ำ เสียงไม่ดัง อายุการใช้งานยาวนาน และแทบไม่มีปัญหาใดๆ มอเตอร์เหนี่ยวนำอาจมีขนาดและน้ำหนักที่ค่อนข้างมาก เนื่องจากขดลวดของมอเตอร์ มอเตอร์เหนี่ยวนำแบบสามเฟสจะใช้งานสำหรับงานอุตสาหกรรม ลิฟต์ เครน ตัวขับเครื่องกลึง ฯลฯ เนื่องจากมอเตอร์มีความทนทาน น่าเชื่อถือ และประหยัด มอเตอร์เหนี่ยวนำแบบเฟสเดียวจะใช้สำหรับงานที่มีโหลดเบากว่า เช่น เครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้าน พัดลม ปั๊มน้ำ เครื่องผสม ของเล่น เครื่องดูดฝุ่น สว่าน ฯลฯ

Related product categories

มอเตอร์ซิงโครนัสชนิดแม่เหล็กถาวร (PMSM)

มอเตอร์ซิงโครนัสชนิดแม่เหล็กถาวร (PMSM) คือมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับที่กระตุ้นสนามไฟฟ้าโดยใช้แม่เหล็กถาวร และมีรูปคลื่น EMF แบบไซน์กลับด้าน PMSM คือลูกผสมระหว่างมอเตอร์เหนี่ยวนำและมอเตอร์ไร้แปรงถ่าน ซึ่งคุณลักษณะที่เหมือนกับมอเตอร์ไร้แปรงถ่านแบบ DC คือ โรเตอร์แม่เหล็กถาวรและการพันขดลวดบนสเตเตอร์ อย่างไรก็ตาม โครงสร้างของสเตเตอร์ที่มีการพันขดลวดเพื่อสร้างความหนาแน่นฟลักซ์แบบไซน์ในช่องว่างอากาศของเครื่องจักรนั้นคล้ายกับมอเตอร์แบบเหนี่ยวนำ ความหนาแน่นของพลังงานนั้นสูงกว่ามอเตอร์เหนี่ยวนำที่มีอัตรากระแสเท่ากัน เนื่องจากไม่มีกำลังเฉพาะจากสเตเตอร์เพื่อสร้างสนามแม่เหล็ก

แม่เหล็กถาวรทำให้ PMSM สามารถสร้างแรงบิดจากความเร็วเป็นศูนย์ได้ ซึ่งต้องการอินเวอร์เตอร์ชนิดควบคุมแบบดิจิตอลสำหรับการทำงาน PMSM มักใช้ในตัวขับมอเตอร์ประสิทธิภาพสูง การควบคุมมอเตอร์ประสิทธิภาพสูงนั้นจะสังเกตได้จากการหมุนที่นุ่มนวลในทุกช่วงความเร็วของมอเตอร์ การควบคุมแรงบิดเต็มที่จากความเร็วเป็นศูนย์ และมีอัตราเร่งและลดความเร่งได้อย่างรวดเร็ว

เพื่อให้สามารถควบคุม PMSM ดังที่กล่าวมาได้ จึงต้องนำเทคนิคการควบคุมเวกเตอร์มาใช้ เทคนิคการควบคุมเวกเตอร์นั้นมีชื่อเรียกอีกอย่างหนึ่งว่าการควบคุมโดยกำหนดทิศทางสนามแม่เหล็ก (Field-Oriented Control - FOC) แนวคิดพื้นฐานของอัลกอริธึมควบคุมเวกเตอร์นั้นคือการสลายกระแสของสเตเตอร์ให้กลายเป็นส่วนสร้างสนามแม่เหล็กและส่วนสร้างแรงบิด ทั้งสองส่วนสามารถควบคุมแยกกันได้หลักจากถูกสลายแล้ว

Related product categories

สเต็ปเปอร์มอเตอร์

สเต็ปเปอร์มอเตอร์คือมอเตอร์ไฟฟ้าแบบไร้แปรงถ่านที่แบ่งจังหวะการหมุนครบรอบเป็นสเต็ป มอเตอร์จะหมุนตามระยะที่กำหนดไว้ในแต่ละสเต็ป จำนวนของสเต็ปจะควบคุมองศาในการหมุนของเพลามอเตอร์

เพลามอเตอร์มีความสามารถในการควบคุมตำแหน่งโดยปกติ เนื่องจากมีเอาต์พุตสเต็ปภายในตัว ซึ่งควบคุมระยะและความเร็วที่สเต็ปเปอร์มอเตอร์จะหมุนได้ด้วยความแม่นยำสูง จำนวนของเสต็ปที่มอเตอร์จะทำงานนั้นขึ้นอยู่กับจำนวนพัลส์ที่คอนโทรลเลอร์สั่ง สเต็ปเปอร์จะหมุนในระยะและอัตราที่เป็นสัดส่วนเทียบเท่ากับจำนวนและความถี่ของคำสั่งพัลส์

ตัวควบคุมสเต็ปเปอร์มอเตอร์สามารถได้ทั้งแบบวงจรเปิดและวงจรปิด ความแตกต่างระหว่างสองชนิดนี้คือ ระบบวงจรเปิดจะอัตราพลังงานที่สม่ำเสมอไปยังมอเตอร์ หากการหมุนของมอเตอร์นั้นสม่ำเสมอ ระบบวงจรปิดจะใช้แรงดันป้อนกลับเพื่อปรับพลังงานตามโหลดที่มอเตอร์ได้รับอยู่ การประยุกต์ใช้งานมอเตอร์ส่วนใหญ่นั้นจะใช้ระบบแบบวงจรเปิด เนื่องจากไม่ซับซ้อนและราคาไม่แพง

สเต็ปเปอร์มอเตอร์มีข้อได้เปรียบหลายประการเมื่อเทียบกับมอเตอร์ประเภทอื่นๆ ความสามารถที่น่าประทับใจที่สุดของมอเตอร์ประเภทนี้คือความแม่นยำในการทำงาน มอเตอร์สามารถหมุนไปยังตำแหน่งเดิมได้เสมอ ไม่ว่าจะกี่รอบก็ตาม สเต็ปเปอร์มอเตอร์มาตรฐานจะมีความแม่นยำของมุมในแต่ละสเต็ปอยู่ที่ +/-5%. ความผิดพลาดจะไม่สะสมจากสเต็ปหนึ่งไปยังอีกสเต็ปหนึ่ง

Related product categories

เซอร์โวมอเตอร์

เซอร์โวมอเตอร์คือแอคทูเอเตอแบบหมุนหรือแบบเชิงเส้นที่มีการตอบสนองรวดเร็ว ความแม่นยำในการควบคุมตำแหน่งเชิงมุมหรือเชิงเส้นสูง รวมถึงมีความเร็วและความเร่ง เนื่องจากมอเตอร์มีมุมในการหมุนและการควบคุมความเร็วที่แม่นยำ จึงสามารถใช้งานกับอุปกรณ์ได้หลากหลาย มอเตอร์ประเภทนี้มักใช้งานกับหุ่นยนต์ เครื่อง CNC หรือการผลิตอัตโนมัติและยังใช้เป็นอุปกรณ์ทดแทนที่มีประสิทธิภาพสูงสำหรับสเต็ปเปอร์มอเตอร์ได้อีกด้วย

ระบบเซอร์โวประกอบไปด้วยเซอร์โวมอเตอร์ประสิทธิภาพสูงพร้อมเซอร์โวแอมพลิฟายเออร์ (ตัวขับ) เพื่อให้มีการควบคุมตำแหน่ง ความเร็ว และแรงบิดได้อย่างแม่นยำ เซอร์โวจะมีชุดเกียร์และเพลาในตัวที่สามารถควบคุมได้อย่างแม่นยำ วงจรเซอร์โวจะถูกสร้างขึ้นภายในตัวมอเตอร์ และมีเพลาที่ปรับตำแหน่งได้ ซึ่งมักมาพร้อมกับเกียร์ มอเตอร์จะถูกควบคุมโดยสัญญาณไฟฟ้าซึ่งกำหนดปริมาณการเคลื่อนไหวของเพลา

ในการควบคุมแบบวงจรปิด ตัวตรวจจับการหมุน (ตัวเข้ารหัส) จะถูกติดตั้งบนมอเตอร์และป้อนตำแหน่งการหมุนและความเร็วของเพลามอเตอร์กลับไปยังตัวขับ ตัวขับจะคำนวณความผิดพลาดของสัญญาณพัลส์หรือแรงดันอะนาล็อก (คำสั่งตำแหน่ง / คำสั่งความเร็ว) จากตัวควบคุมและสัญญาณป้อนกลับ (ตำแหน่งปัจจุบัน / ความเร็ว) และควบคุมการหมุนของมอเตอร์ให้มีความผิดพลาดเป็นศูนย์ วิธีการควบคุมแบบวงจรปิดเกิดขึ้นได้เนื่องจากตัวขับ มอเตอร์ และตัวเข้ารหัส ซึ่งทำให้มอเตอร์มีการทำงานที่มีความแม่นยำของตำแหน่งการหมุนสูง ในระบบการควบคุมตำแหน่ง ตัวควบคุมจะป้อนสัญญาณพัลส์ ซึ่งจะควบคุมความเร็วและตำแหน่งในการหยุดตามจำนวนพัลส์ที่ป้อน

Related product categories