ที่นั่น มอเตอร์ไฟฟ้าประเภทต่างๆอย่างที่คุณทราบดีว่าคุณอ่านเราบ่อยๆ ในบทความอื่น ๆ เราได้นำเสนอมอเตอร์ที่สำคัญอื่น ๆ สำหรับโครงการ DIY ของคุณด้วย แพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์ หรือ เมคคาทรอนิกส์แต่ในบทความใหม่นี้ เราจะเน้นไปที่เครื่องยนต์ประเภทใดประเภทหนึ่งโดยเฉพาะ: มอเตอร์เชิงเส้น.
ไปยัง เรียนรู้เพิ่มเติม ในเรื่องนี้ผมขอเชิญชวนให้อ่านต่อ...
มอเตอร์เชิงเส้นคืออะไร?
Un มอเตอร์เชิงเส้น เป็นมอเตอร์ไฟฟ้าชนิดพิเศษที่แตกต่างจากมอเตอร์ทั่วไปตรงที่ไม่สร้างการเคลื่อนที่แบบหมุน กล่าวคือ มันไม่หมุนแกน แต่สร้างแรงเชิงเส้นตามความยาวของมัน มอเตอร์ประเภทนี้ทำงานเป็นแอคชูเอเตอร์ประเภท Lorentz เป็นหลัก โดยแรงที่สร้างขึ้นจะเกี่ยวข้องโดยตรงกับกระแสไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กที่ใช้
มอเตอร์เชิงเส้นมีการออกแบบที่แตกต่างกัน แต่โดยทั่วไปจะแบ่งออกเป็น สองประเภท หลัก: เครื่องยนต์
- เครื่องยนต์อัตราเร่งต่ำ- เหมาะสำหรับการใช้งาน เช่น รถไฟแม็กเลฟ และการขนส่งทางบกที่มีประสิทธิภาพสูงอื่นๆ รถไฟเหล่านี้สามารถขับเคลื่อนข้ามรางได้โดยใช้ไฟฟ้าและแม่เหล็ก และสามารถเดินทางด้วยความเร็วสูงได้ แม้ว่าจะต้องใช้เวลามากขึ้นในการเร่งความเร็วสูงสุดก็ตาม
- มอเตอร์เชิงเส้นตรงที่มีความเร่งสูง: โดยปกติแล้วจะสั้นกว่าและได้รับการออกแบบมาเพื่อเร่งความเร็ววัตถุด้วยความเร็วสูงมาก เช่นเดียวกับในกรณีของปืนเรลกัน โดยทั่วไปจะใช้ในการใช้งานที่มีความเร็วสูง เช่น อาวุธหรือเครื่องขับมวลในระบบขับเคลื่อนอวกาศ โดยทั่วไปมอเตอร์เหล่านี้มีการออกแบบที่รวมขดลวดแอคทีฟไว้ที่ด้านหนึ่งของช่องว่างระหว่างส่วนประกอบแม่เหล็กและแผ่นสื่อกระแสไฟฟ้าแบบพาสซีฟที่อีกด้านหนึ่ง ตัวอย่างคือมอเตอร์เชิงเส้นตรงกระแสตรงโฮโมโพลาร์ชนิดเรลกัน
ในทางกลับกัน มอเตอร์แบบคันเร่งต่ำ ความเร็วสูง และกำลังสูง มักเป็นประเภทนั้น มอเตอร์ซิงโครนัสเชิงเส้น (LSM)ซึ่งมีลักษณะการม้วนแบบแอคทีฟที่ด้านหนึ่งของช่องว่างระหว่างส่วนประกอบที่เป็นแม่เหล็กและชุดแม่เหล็กที่มีขั้วสลับอยู่ที่อีกด้านหนึ่ง แม่เหล็กเหล่านี้อาจเป็นแม่เหล็กถาวรหรือแม่เหล็กไฟฟ้า เครื่องยนต์ Shanghai Transrapid เป็นตัวอย่างของ LSM
การใช้งานมอเตอร์เชิงเส้น
มอเตอร์เชิงเส้นเป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าเครื่องกลที่มีความกว้าง การใช้งานที่หลากหลาย ในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น:
- การขนส่งความเร็วสูง: ระบบการขนส่งความเร็วสูง เช่น รถไฟแม่เหล็กลอย (maglev) มักใช้มอเตอร์เชิงเส้นเพื่อให้ได้ความเร็วสูงมากและประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่โดดเด่น มอเตอร์เหล่านี้ให้แรงขับเชิงเส้นผ่านสนามแม่เหล็ก
- การผลิตและระบบอัตโนมัติ: ในสภาพแวดล้อมการผลิตและระบบอัตโนมัติ มอเตอร์เชิงเส้นถูกนำมาใช้ในเครื่องจักร CNC (การควบคุมเชิงตัวเลขด้วยคอมพิวเตอร์) เครื่องพิมพ์ 3 มิติ และระบบขนถ่ายวัสดุ ความแม่นยำและความสามารถในการควบคุมการเคลื่อนไหวทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานเหล่านี้
- วิทยาการหุ่นยนต์: ใช้ในหุ่นยนต์และหุ่นยนต์เพื่อควบคุมการเคลื่อนไหวของข้อต่อและเครื่องมืออย่างแม่นยำ นี่เป็นสิ่งสำคัญในอุตสาหกรรมยานยนต์ อิเล็กทรอนิกส์ และการประกอบ
- อวกาศ: ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ มอเตอร์เชิงเส้นสามารถพบได้ในระบบควบคุมการบิน แอคทูเอเตอร์ควบคุมพื้นผิว และส่วนประกอบอื่นๆ ที่สำคัญต่อการนำทางและการควบคุมเครื่องบินและดาวเทียม
- วิทยาศาสตร์และการแพทย์: มอเตอร์เชิงเส้นใช้ในอุปกรณ์วินิจฉัยทางการแพทย์ กล้องจุลทรรศน์ที่มีความแม่นยำสูง และระบบวิเคราะห์ทางเคมี ความสามารถในการเคลื่อนไหวที่มีการควบคุมอย่างแม่นยำเป็นสิ่งสำคัญในการใช้งานเหล่านี้
- การตรวจสอบทางวิทยาศาสตร์: ในห้องปฏิบัติการวิจัย มอเตอร์เชิงเส้นถูกนำมาใช้ในการทดลองทางฟิสิกส์และเคมี ตลอดจนในอุปกรณ์ทดสอบและการวัด ความสามารถในการเคลื่อนไหวที่แม่นยำถือเป็นสิ่งสำคัญในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ เช่น ในอุปกรณ์วัดแรง เป็นต้น
- เทคโนโลยีการป้องกัน: พวกมันถูกใช้ในการใช้งานทางทหาร เช่น ระบบอาวุธ อุปกรณ์กำหนดเป้าหมาย และระบบกำหนดตำแหน่งที่มีความแม่นยำสูง
- เครื่องจำลองและความบันเทิง: ในอุตสาหกรรมบันเทิง มอเตอร์เชิงเส้นถูกนำมาใช้ในเครื่องจำลองการบิน เครื่องจำลองการขับขี่ และสถานที่ท่องเที่ยวในสวนสนุกเพื่อสร้างประสบการณ์ที่สมจริงและสมจริง
ชนิดที่มีอยู่
ในบรรดามอเตอร์เชิงเส้นตรงเราสามารถแยกแยะได้ หลากหลายชนิด ภายในหมวดหมู่ที่ฉันกล่าวถึงข้างต้น ในกรณีนี้เกี่ยวข้องกับประเภทของแรงกระตุ้นที่ใช้ในการเคลื่อนที่ และเราต้องเน้น:
- มอเตอร์เหนี่ยวนำ- ในการออกแบบนี้ แรงจะถูกสร้างขึ้นโดยการเคลื่อนสนามแม่เหล็กเชิงเส้นซึ่งมีปฏิกิริยากับตัวนำที่อยู่รอบๆ เมื่อตัวนำชนิดใดก็ตาม เช่น ขดลวด ห่วง หรือแม้แต่ชิ้นส่วนโลหะถูกวางลงในสนามนี้ กระแสเอ็ดดี้จะถูกสร้างขึ้น ซึ่งในทางกลับกันจะสร้างสนามแม่เหล็กที่ตรงข้ามกัน ตามกฎของเลนซ์ สนามแม่เหล็กทั้งสองที่ตรงข้ามกันจะผลักกัน ทำให้เกิดการเคลื่อนไหวในขณะที่สนามแม่เหล็กกวาดผ่านโลหะ
- มอเตอร์ซิงโครนัส: โดยทั่วไปความเร็วของสนามแม่เหล็กที่กำลังเคลื่อนที่จะถูกควบคุมโดยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เพื่อควบคุมการเคลื่อนที่ของโรเตอร์ เนื่องจากการพิจารณาเรื่องต้นทุน มอเตอร์ซิงโครนัสเชิงเส้นจึงไม่ค่อยใช้สับเปลี่ยน ดังนั้นโรเตอร์จึงมักประกอบด้วยแม่เหล็กถาวรหรือเหล็กอ่อน ตัวอย่างของมอเตอร์ประเภทนี้ ได้แก่ ปืนคอยล์และมอเตอร์ที่ใช้ในระบบแม็กเลฟ
- โฮโมโพลาร์: กระแสไฟฟ้าสูงถูกส่งผ่านซาบอตโลหะโดยใช้หน้าสัมผัสแบบเลื่อนที่ป้อนจากรางสองราง การสร้างสนามแม่เหล็กเนื่องจากการกระทำนี้ทำให้โลหะโปรยไปตามรางรถไฟ
- เพียโซอิเล็กทริก– มอเตอร์เชิงเส้นตรงขนาดเล็กมักใช้ระบบเพียโซอิเล็กทริกเพื่อสร้างการเคลื่อนไหว
ตอนนี้คุณรู้แล้วว่ามอเตอร์แนวราบคืออะไร คุณจึงสามารถเริ่มใช้มอเตอร์เชิงเส้นในโครงการของคุณสำหรับการใช้งานที่แตกต่างกันได้ การใช้งานจะเหมือนกับเอ็นจิ้นประเภทอื่นๆ ที่เราอธิบายให้คุณฟังในบล็อกนี้ เช่น ตัวกระตุ้นเชิงเส้นคล้ายกับเครื่องยนต์เหล่านี้มาก...