Mòo-tà
mòo-tà(electric motor)閣稱電動機,嘛簡稱電機抑是講音譯電 mòo-tà,是使用電力的發動機,泛指任何會當共電能轉化做機械能並做功產生動能來驅動其他裝置的電氣設備。大部份的 mòo-tà 通過磁場佮踅組電流之間的互動產生旋轉力矩;新式的直線 mòo-tà 當咧予研發作為電磁彈射器佮磁鐵炮等現代軍用裝備。mòo-tà 佮其他的發動機(比如講熱機、液壓發動機、氣壓發動機佮噴氣發動機等)的原理差別是佇咧會當量轉換的方式無仝。
佮 mòo-tà 原理相仝、但能量轉化方向倒反的是發電機,由負載(如水力、風力)共機械能抑是輻射會當轉做電能;若是無負載,發電機袂有電流出來。mòo-tà 佮電力電子、微控器配合已經形成一門新專業,號做機電工程學。
研發歷史
一七四空年,頭一个電動 mòo-tà 是由蘇格蘭僧侶安德魯 ・ 戈登(Andrew Gordon)創建的簡單的靜電設備。一八二七年,匈牙利物理學家呢德利克 ・ 阿紐啥(Ányos Jedlik)開始試驗用電磁線圈進行實驗。傑德利克解決一寡技術問題了後,稱呼伊的設備為「電磁自轉機」(electromagnetic self-rotors)。 雖然干焦用教學的目的,但頭一款傑德利克的設備已經包含今仔日直流 mòo-tà 的三个主要組成部份:定子,轉子佮換向器。
一八三六年,美國一个鐵匠湯馬斯 ・ 達文波特(Thomas Davenport)製作出世界上第一台會當趕動小電車的應用 mòo-tà,而且佇一八三七年申請了專利。因為主要的動力電池成本真懸,佇商業上無成功,達文波特破產。一寡發明家繼續發展應用 mòo-tà,但是攏搪著仝款電池發電成本的問題。
一八四五年,英國物理學家查爾斯 ・ 惠斯通(Wheatstone)申請線性 mòo-tà 的專利喔,毋過原理於一九六空年代才被重視,設計了實用性的線性 mòo-tà 逐擺目前已經予人廣泛佇工業上應用。
一八七空年代初期,世界上早會當商品化的 mòo-tà 由比利時電機工程來齊納布 ・ 格拉姆(Zénobe Théophile Gramme)發明。
一八八年,美國有名發明家尼古拉 ・ 特斯拉應用法拉第的電磁感應原理,發明交流 mòo-tà,就為著感應 mòo-tà。
一九空二年,瑞典工程師丹尼爾森利用特斯拉感應 mòo-tà 的旋轉磁場觀念,發明了仝步 mòo-tà。一九二三年,蘇格蘭人 James Weir French 發明三相可變磁阻型(Variable reluctance)步進 mòo-tà。
一九六二年,藉助霍爾元件,實用的直流電不錯 mòo-tà 問世。一九八空年代,實用的超音波 mòo-tà 問世。
原理
mòo-tà 的旋轉原理的依據替佛來明倒手定著抑是正手開掌定著,做導線置囥佇磁場內底,若導線通上電流,導線會切割磁場線使導線產生移動。電流進入線圈產生磁場,利用電流的磁效應,使電吸石佇固定的吸石內連紲轉動的裝置,會當共電能轉做動能。佮永久磁鐵或者是另外一組線箍仔所產生的磁場互相作用產生動力。
mòo-tà 的種類足濟的,用基本結構來講,其組成主要是愛定佮轉囝所構成。定子佇空間內底袂振袂動,轉子愛踅軸轉動,由軸承牚咧。定子佮轉囝之間會有一定空氣的縫(氣隙), 才有影保轉囝通好自由轉動。機殼(場擔)需要用高導磁係數材料來做,欲當做磁路用。
直流 mòo-tà 彼原理是定著無法度振動,轉和子依交互作用所產生作用力的方向運動。交流 mòo-tà 是定著愛踅線圈通上交流電,產生旋轉磁場,旋轉磁場吸引轉囝做伙作旋轉運動。
種類
依磁場方向分類
- 軸向磁場 mòo-tà
- 徑向磁場 mòo-tà
依使用電源分類
- 直流 mòo-tà:使用永久吸石或者是電吸石、電刷、整流子等等的元件,電刷佮整流子將外部所供應的直流電源,繼續供應予轉子的線箍仔來,而且適時地改變電流的方向,轉踅會當照一方向繼續轉踅。硞硞流電的操作 mòo-tà 是以下的原理:當欲載流導體佇磁場的時陣,導體會受著機械力。
- 交流 mòo-tà:交流電通過 mòo-tà 的定子線圈仔,設計予周圍磁場無仝時間、無仝款的位置來推動轉囝,使其實繼續咧運轉
- 脈衝 mòo-tà:電源經過數位 IC 晶片處理,變成脈衝電流以控制 mòo-tà,步進 mòo-tà 就是脈衝 mòo-tà 的一種。
依構造分類
- 仝步 mòo-tà:特點是恆速無變佮無需要調速,起動轉矩小,而且當 mòo-tà 達到運轉速度,轉速穩定,效率懸。
- 感應 mòo-tà:閣名異步 mòo-tà,特點是構造簡單耐用,而且會使用電阻或者是電容調整轉速和正反轉,典型應用是葵扇、壓縮機、冷氣機。
- 可逆 mòo-tà:基本上佮感應 mòo-tà 構造佮特性相仝,特點 mòo-tà 尾內藏簡單的擋車機構(摩擦擋仔), 其實為著欲藉著加入摩擦負載,以達到一時間會當越頭的特性,而且會當減少感應 mòo-tà 因為用力產生的過轉量。
- 步進 mòo-tà:特點是脈衝 mòo-tà 的一種,以一定角度踏小轉動的 mòo-tà,因為採用開迴路(Open Loop)控制方式處理,所以無需要位置檢出佮速度檢出的回授裝置,就會當達成精確的位置佮速度控制,而且穩定性好。
- 侍服 mòo-tà:特點是有轉速控制精確穩定、加速佮減速反應緊、動作緊氣(快速反轉、快速加速)、 小型質輕、輸出功率大(即功率密度懸)、 效率懸等特點,廣泛應用佇咧位置佮速度控制頂懸。
- 線性 mòo-tà:具有長行程的驅動並會當表現高精密定位能力。
- 其他:踅轉換流機(Rotary Converter)、 旋轉囥大機(Rotating Amplifier)等。
用途
mòo-tà 用途濟濟,大至重型的工業,小至小型𨑨迌物仔攏有其他的蹤跡。佇無仝款的環境之下攏會選擇無仝款的 mòo-tà,以下是一寡例:
- 做風設備,譬如講這个電風
- 升降機(電梯)
- 佇咧電力推動的交通工具,比如講地下鐵路、無軌電車、電動汽車
- 汽車、噴射機和直昇機的起動 mòo-tà(starter motor)
- 工場佮大賣場的傳動帶
- 公共汽車頂的電動自動門
- 電動捲閘民生用品
- 光碟機
- 印表機
- 洗衫機
- 水phóng-phuh
- 磁碟機
- 電動剾喙鬚刀
- 錄音機
- 錄影機工業佮商業用途
- 高速升降機
- 工作母機(如:工具機)
- 紡織機
- 攪拌機
使用安全
咧使用 mòo-tà 前需要先了解其使用的電源是直流電抑是交流電,若是交流電,閣需要知影伊是三相抑是單相的交流電,接毋著電源會致使無必要的損失佮危險。mòo-tà 踅振動了後若無接負載若是負載真輕予 mòo-tà 轉速緊,則感應電動勢比較強,現此時 mòo-tà 兩爿電壓做電源提供電壓減去感應電壓,就按呢因此電流減弱。
若是 mòo-tà 的負載真重,轉速慢慢是相對感應電動較細,也因此電源需要提供較大電流(功率)伊對應所需要的較大功率來輸出/作功。
參看
- 電機
- 發電機
- 高效率 mòo-tà
- Goodness 係數
- 力矩 mòo-tà
- 銅損
- mòo-tà 常數
- 動力計
參考資料
- 宋揚希望。一千九百九十。電機械。全華科技圖書股份有限公司。
- 劉蘊陶。九百九十六。電機學。文京圖書有限公司。
- 蕭進松、多謝承達。九百九十六。電機械。全華科技圖書股份有限公司。
- 陳祺銘。一千九百九十。小型 mòo-tà 的基礎佮微電腦控制。復文書局。
- 許正道。一千九百八十九。機電整合入門。復文書局
- 李適中。一千九百九十一。直流 mòo-tà 速度控制.侍服系統(基礎篇)。 全華科技圖書股份有限公司。
- 陳熹袋。一千九百八十九。步進 mòo-tà 應用技術。全華科技圖書股份有限公司。
- 李清元。兩千空二。侍服 mòo-tà 的類別佮應用。電機月刊第十二卷第八期。
- 盧明智、陳政傳。兩千空二。感測佮轉換—感測器原理佮應用實習。臺科大圖書股份有限公司。
- 江正雍譯。一千九百九十三。侍服控制系列(十)— 無人搬運車之位控制技術。機械月刊第十九卷頭一期。
- 江正雍譯。一千九百九十三。侍服控制系列(十三)— AC 侍服控制應用實務(上)。 機械月刊第十九卷第六期。