什麼是 5 控制電機的類型?
眾所周知, 馬達是驅動和控制系統的重要組成部分. 隨著現代科學技術的發展, 馬達在實際應用中的重點已經開始從簡單的驅動轉向複雜的控制; 尤其是速度的精確控制, 馬達的位置和扭矩. 然而, 馬達根據不同的應用有不同的設計和驅動方式.
乍一看, 看來選用很複雜. 所以, 為人, 基本分類是根據旋轉馬達的用途進行的. 下一個, 我們將製作一個 “人口普查” 對於龐大的汽車家族, 並逐步推出最具代表性的, 電機中最常用、最基本的電機 – 控制馬達.
控制馬達
控制馬達主要用於精確的速度和位置控制, 並用作 “執行器” 在控制系統中. 按用途可分為伺服電機, 步進馬達, 力矩馬達, 開關磁阻電機, 直流無刷電機, 等.
1. 伺服馬達
伺服馬達 廣泛應用於各種控制系統. 它們可以將輸入電壓訊號轉換成馬達軸上的機械輸出並拖曳被控元件以達到控制目的. 一般來說, 伺服馬達要求馬達的速度由施加的電壓訊號控制; 轉速可隨外加電壓訊號的變化而連續變化; 可以透過控制器輸出的電流來控制扭矩; 馬達應具有快速響應, 體積小、控制功率小. 伺服馬達主要應用於各種運動控制系統, 特別是伺服系統.
有直流和交流伺服電機. 最早的伺服電機是通用直流電機. 控制精度低的情況下, 伺服馬達採用一般直流電機. 現在, 隨著永磁同步馬達技術的快速發展, 大多數伺服馬達是指交流永磁同步伺服馬達或直流無刷電機.
2. 步進馬達
所謂步進馬達就是將電脈衝轉換成角位移的執行器; 更普遍, 當步進驅動器接收到脈衝訊號時, 驅動步進馬達依設定方向旋轉固定角度. 我們可以透過控制脈衝數來控制馬達的角位移，從而達到精確定位的目的; 同時, 透過控制脈衝頻率可以控制馬達的速度和加速度，達到調速的目的. 現在, 常用的步進電機有反應式步進電機 (虛擬實境), 永磁步進電機 (午安), 混合式步進電機 (HB) 和單相步進電機.
步進馬達與普通馬達的區別主要是脈衝驅動的形式. 正是這個特點使得步進馬達可以與現代數位控制技術結合. 然而, 步進電機在控制精度方面不如傳統閉環控制直流伺服電機, 速度變化範圍和低速性能;
所以, 主要用於精度要求不是特別高的場合. 由於其結構簡單, 高可靠性、低成本, 步進馬達廣泛應用於生產實務的各個領域; 尤其是在CNC工具機製造領域, 因為步進馬達不需要A/D轉換，可以直接將數位脈衝訊號轉換成角位移, 被認為是CNC工具機最理想的執行元件.
除了在CNC機床上的應用, 步進馬達也可用於其他機器, 例如自動送料機中的電機, 一般軟碟機中的電機, 以及印表機和繪圖儀.
此外, 步進馬達也有很多缺陷; 由於步進馬達的空載啟動頻率, 步進馬達低速可正常運行, 但高於一定速度則無法啟動, 伴隨著尖銳的尖叫聲; 不同廠商的細分驅動器精度可能差異很大, 且細分越大, 精度越難控制; 而且, 步進馬達低速旋轉時振動、噪音大.
3. 力矩電機
所謂力矩電機就是扁平多極永磁直流電機. 電樞槽數較多, 換向片和串聯導體，以減少扭矩脈動和速度脈動. 力矩馬達有兩種: 直流力矩電機和交流力矩電機.
他們之中, 直流力矩馬達自感抗很小, 所以它的反應非常好; 其輸出扭力與輸入電流成正比，與轉子的速度和位置無關; 可直接與負載連接，在接近堵轉的情況下，無需齒輪減速即可低速運行, 因此可以在負載軸上產生高扭矩慣量比，並消除因使用減速齒輪而引起的系統誤差.
交流力矩馬達可分為同步和非同步. 現在, 常用鼠籠式非同步力矩電機, 具有低速大扭矩的特點. 一般來說, 交流力矩馬達常用於紡織業. 其工作原理和結構與單相異步電動機相同. 然而, 由於鼠籠式轉子阻力大, 其機械特性比較軟.
4. 開關磁阻電機
開關磁阻電機 (SRM) 是一種結構極為簡單、堅固的新型調速電機, 成本低、調速性能優良. 是傳統控制馬達的有力競爭者，具有強大的市場潛力. 但目前, 還存在扭矩脈動等問題, 運轉噪音大、振動大, 需要一定的時間來優化和改進以適應實際的市場應用.
5. 無刷直流電機
無刷直流電機 (無刷直流電機) 是在無刷直流馬達的基礎上發展起來的, 但其驅動電流完全是交流電; 無刷直流馬達可分為無刷調速馬達和無刷力矩馬達. 一般來說, 無刷馬達的驅動電流有兩種, 一種是梯形波 (一般來說 “方波”), 另一個是正弦波. 有時前者稱為直流無刷電機, 後者稱為交流伺服電機, 這正是交流伺服馬達之一.
為了減少轉動慣量, 無刷直流馬達通常採用 “細長的” 結構. 無刷直流馬達的重量和體積比無刷直流馬達小很多, 相應的轉動慣量可減少約 40-50%. 由於永磁材料的加工問題, 無刷直流馬達一般容量在100kW以下.
該類馬達具有良好的機械特性和調節特性的線性度, 速度範圍寬, 使用壽命長, 維護方便、噪音低, 且不存在電刷帶來的一系列問題, 因此在控制系統中具有很大的應用潛力.
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