محرك سيرفو التيار المتردد مقابل محرك سيرفو التيار المستمر: فهم الاختلافات

تستكشف هذه المقالة الاختلافات الأساسية بين محركات مؤازرة التيار المتردد ومحركات مؤازرة التيار المستمر، وهما مكونان حيويان في مجال التحكم في الحركة والأتمتة. سوف نتعمق في خصائصهما الفريدة ومزاياهما وعيوبهما، مما يوفر لك فهمًا شاملاً لكل نوع منهما. سواءً كنت مهندسًا متمرسًا أو طالبًا بدأ للتو في استكشاف عالم أنظمة المؤازرة، فإن هذه المقالة ستوفر لك رؤى قيمة، مما يجعلها تستحق وقتك.

ما هو محرك مؤازر التيار المتردد؟

أ محرك سيرفو التيار المتردد هو نوع من المحركات الكهربائية التي تستخدم التيار المتردد (AC) لتوليد الحركة. تشتهر هذه المحركات بقدرتها العالية على عزم الدوران الإخراج، والتحكم الدقيق في السرعة، والقدرة على التعامل مع التيارات العالية. هناك فئتان رئيسيتان من محركات سيرفو التيار المتردد: متزامن و الاستقراء. محركات مؤازرة التيار المتردد المتزامنة استخدام مغناطيسات دائمة في دوار تصميم يسمح لها بالدوران بالتزامن مع تردد طاقة التيار المتردد المزودة. الحث أو محرك غير متزامن من ناحية أخرى، تعتمد الأنواع الأخرى على الكهرومغناطيسية الاستقراء لاستحثاث التيار في دوارمما يخلق مجالاً مغناطيسيًا يتفاعل مع مجال الجزء الثابت، مما ينتج عنه دوران. تصميم محركات سيرفو التيار المتردد تسمح بالكفاءة العالية والمتانة العالية، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات الصناعية الصعبة.
أ محرك سيرفو التيار المتردد هو نوع من محرك متزامن التي تُستخدم عادةً في أجهزة مؤازرة صناعية التطبيقات. على عكس الاستقراء المحركات، التي تعتمد على الانزلاق لإنتاج عزم الدوران, مؤازر تيار متردد متزامن تحافظ المحركات على علاقة ثابتة بين دوار السرعة وتكرار التردد المطبق تيار متردد (تيار متردد). وهذا يسمح بدقة التحكم في المحرك و التحكم في الموضع. يتم تشغيل هذه المحركات بواسطة محرك متردد متردد محركات الأقراص، مثل محرك سيرفو أحادي المحور أصلي من Yaskawa SGD7S-120A00Aالتي تنظم الجهد االكهربى وتكرار طاقة التيار المتردد المزود بالمحرك، مما يسمح بالتحكم الدقيق في السرعة والموضع. محركات سيرفو التيار المتردد عادةً ما تكون بدون فرشمما يعني أنه ليس لديهم الفرش أو أ المبدلوتقليل الصيانة وزيادة العمر الافتراضي. إن محرك المحرك يقع في الجزء الثابت، و دوار تحتوي عادةً على مغناطيسات دائمة.

ما هو محرك السيرفو DC؟

أ محرك سيرفو تيار مستمر هو آخر نوع المحرك المؤازر التي تعمل بالتيار المباشر (DC). وغالباً ما تكون هذه المحركات مفضلة لبساطتها وسهولة التحكم فيها وخطيتها عزم الدوران-خصائص السرعة. محركات سيرفو التيار المستمر يمكن أن يكون إما فرشاة أو بدون فرش. التيار المستمر المصقول تستخدم المحركات المبدل و الفرش لتبديل التيار في دوار اللفات، بينما تيار مستمر بدون فرش تستخدم المحركات التبديل الإلكتروني لتحقيق النتيجة نفسها. محركات سيرفو التيار المستمر تُستخدم بشكل شائع في التطبيقات التي يتم فيها إعطاء الأولوية للتكلفة والبساطة على الأداء العالي ل محركات سيرفو التيار المتردد. محرك سيرفو تيار مستمر هو نوع المحرك التي توفر الدقة التحكم في الموضع و التحكم بالسرعة عن طريق استخدام التحكم في الحلقة المغلقة النظام. يتم تشغيل المحرك بواسطة تيار مباشر (طاقة التيار المستمر). جهاز استشعار، مثل مُشفِّريوفر تغذية راجعة إلى نظام التحكم فيما يتعلق ب موضع المحرك. ال نظام التحكم ثم يضبط التيار إلى المحرك للحفاظ على الموضع أو السرعة المطلوبة.
محركات سيرفو التيار المستمر يمكن أن يكون إما فرشاة أو بدون فرش. محرك مؤازر التيار المستمر المصقول استخدام المحركات الفرش لتوصيل حاضِر إلى دوار اللفات، بينما مؤازر تيار مستمر بدون فرش تستخدم المحركات التبديل الإلكتروني. محركات سيرفو التيار المستمر تُستخدم عادةً في التطبيقات التي تكون فيها التكلفة والبساطة من الاعتبارات الرئيسية، كما هو الحال في الروبوتات وأنظمة الأتمتة الصغيرة. للحصول على فهم أعمق لنماذج محددة، استكشف محرك سيرفو أصلي من باناسونيك MINAS A6 3KW MHMF302L1G6M. على الرغم من أن محركات سيرفو التيار المستمر غالبًا ما تعتبر أقل قوة من التيار المتردد النظراء، والتقدم في تيار مستمر بدون فرش (BLDC) ضيقت هذه الفجوة في الأداء.

ما هي الاختلافات الرئيسية بين المحركات المؤازرة التي تعمل بالتيار المتردد والتيار المستمر؟

الأساسي الاختلافات بين المحركات المؤازرة التي تعمل بالتيار المتردد والتيار المستمر تكمن في مصدر الطاقة والبناء وطرق التحكم. وفيما يلي جدول يلخص الفروق الرئيسية:

محركات سيرفو التيار المتردد عادة ما تكون بدون فرشحيث توفر كفاءة أعلى، وصيانة أقل، وصيانة أعلى عزم الدوران بسرعات عالية. محركات سيرفو التيار المستمر، من ناحية أخرى، يمكن أن يكون فرشاة أو بدون فرش، مع فرشاة الأنواع كونها أبسط وأقل تكلفة ولكنها تتطلب صيانة أكثر بسبب الفرشاة الملابس. محركات سيرفو التيار المتردد تميل أيضًا إلى تقديم المزيد من التحكم الدقيق على السرعة والموقع، وذلك بفضل محرك سيرفو الأنظمة. محركات سيرفو التيار المستمر توفر نطاقًا أوسع من الأحجام، ولا تزال تُستخدم في العديد من التطبيقات، خاصةً عندما تكون المحرك صغير والتكلفة عامل أساسي. في حين أن محركات سيرفو التيار المستمر أكثر شيوعًا تاريخيًا, محركات سيرفو التيار المتردد أصبحت منتشرة بشكل متزايد في البيئات الصناعية نظرًا لأدائها المتفوق. يمكن للمحركات المؤازرة بالتيار المتردد التعامل مع طفرات تيار أعلى، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات التي تتطلب تسارعًا وتباطؤًا سريعًا. وغالبًا ما تستخدم تستخدم المحركات المؤازرة مغناطيسات دائمة في تصميمها الدوار.

كيف تتم المقارنة بين محركات التيار المتردد ومحركات التيار المستمر المؤازرة من حيث الأداء؟

محرك سيرفو تيار متردد و تيار مستمر يمكن مقارنة أداء المحرك المؤازر عبر عدة معايير:

1. عزم الدوران: محركات سيرفو التيار المتردد الحفاظ على مستوى عالٍ عزم الدوران حتى عند السرعات العالية، وذلك بفضل متزامن العملية. محركات سيرفو التيار المستمر تُظهر بشكل عام ارتفاعًا أعلى عزم الدوران عند السرعات المنخفضة، ولكنها تواجه انخفاضًا مع زيادة السرعة، خاصة في فرشاة الأنواع.
2. سرعة: محركات سيرفو التيار المتردد تقدم عادةً نطاق سرعة أوسع وأفضل التحكم بالسرعة من محركات سيرفو التيار المستمر. ال محرك سيرفو يسمح بضبط دقيق لسرعة دوران المحرك.
3. كفاءة: محركات سيرفو التيار المترددخاصة بدون فرش بشكل عام أكثر كفاءة من محركات سيرفو التيار المستمر. هذا يعني فقدان طاقة أقل في صورة حرارة، مما يؤدي إلى تحسين الأداء الحركي وانخفاض تكاليف التشغيل.
4. الاستجابة: محركات سيرفو التيار المتردد تميل إلى الحصول على وقت استجابة أسرع نظرًا لقدرتها على التعامل مع التيارات العالية وخوارزميات التحكم المتطورة المطبقة في محرك متردد متردد محركات الأقراص.
5. دقة تحديد المواقع: كلاهما محركات سيرفو التيار المتردد والتيار المستمر تحقيق دقة عالية في تحديد المواقع، ولكن محركات سيرفو التيار المتردد غالبًا ما يكون لها ميزة بسبب التحكم في الحلقة المغلقة أنظمة ودقة أعلى مُرمِّزات.

في حين أن محركات سيرفو التيار المستمر قد تكون مناسبة للتطبيقات التي تكون فيها الدقة التحكم في التموضع والحركة ليست حرجة, محركات سيرفو التيار المتردد مفضلة عندما يكون الأداء العالي والسرعة والدقة في غاية الأهمية.

ما هي مزايا وعيوب المحركات المؤازرة بالتيار المتردد؟

المزايا:

• عزم دوران عالٍ بسرعات عالية: محركات سيرفو التيار المتردد الحفاظ على مستوى عالٍ عزم الدوران الإخراج حتى عند السرعات العالية، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات التي تتطلب تسارعًا وتباطؤًا سريعًا.
• كفاءة عالية: محركات مؤازرة التيار المتردد بدون فرش عالية الكفاءة، حيث تقوم بتحويل نسبة كبيرة من الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية، مما يؤدي إلى انخفاض تكاليف التشغيل.
• التحكم الدقيق: محركات سيرفو التيار المترددمقترنة بـ محركات سيرفو مثل محرك سيرفو أصلي من باناسونيك MINAS A5 1KW MSME102GCHM/MSME102GCH/G1H/GCDMتوفر سرعة فائقة الدقة و التحكم في الموضعضروري لتطبيقات مثل التصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي والروبوتات.
• صيانة منخفضة: مع عدم وجود الفرش للبلى محركات مؤازرة التيار المتردد بدون فرش تتطلب الحد الأدنى من الصيانة، مما يقلل من وقت التعطل وتكاليف الصيانة.
• موثوقية عالية: محركات سيرفو التيار المتردد مصممة لقوة التحمل ويمكنها تحمل البيئات الصناعية القاسية.

العيوب:

• تكلفة أولية أعلى: محركات سيرفو التيار المتردد وأنظمة التحكم المرتبطة بها أكثر تكلفة بشكل عام من محرك سيرفو تيار مستمر الأنظمة.
• تعقيد: أنظمة مؤازرة التيار المتردد أكثر تعقيدًا في الإعداد والتكوين من أنظمة مؤازرة التيار المستمرتتطلب معرفة ومعدات متخصصة.
• حجم أكبر: بالنسبة لخرج طاقة معين, محركات سيرفو التيار المتردد قد تكون أكبر وأثقل من محركات سيرفو التيار المستمر.

ما هي مزايا وعيوب المحركات المؤازرة للتيار المستمر؟

المزايا:

• تكلفة أولية أقل: محركات سيرفو التيار المستمرخاصة فرشاة أقل تكلفة بشكل عام من محركات سيرفو التيار المترددمما يجعلها جذابة للتطبيقات الحساسة من حيث التكلفة.
• بساطة: أنظمة مؤازرة التيار المستمر أبسط في التصميم وأسهل في الفهم والتنفيذ من أنظمة مؤازرة التيار المتردد.
• عزم بدء التشغيل العالي: محركات سيرفو التيار المستمر عرض عالي عزم الدوران عند سرعات منخفضة، مما يجعلها مناسبة تمامًا للتطبيقات التي تتطلب سرعات تشغيل عالية عزم الدوران.
• حجم صغير الحجم: محركات سيرفو التيار المستمر أكثر إحكامًا وخفة وزن أكثر من محركات سيرفو التيار المتردد من الطاقة المماثلة.

العيوب:

• كفاءة أقل: محركات سيرفو التيار المستمرلا سيما فرشاة الأنواع، تكون أقل كفاءة بشكل عام من محركات سيرفو التيار المترددمما يؤدي إلى زيادة استهلاك الطاقة وتوليد الحرارة.
• صيانة أعلى: محركات مؤازرة التيار المستمر المصقولة تتطلب صيانة دورية بسبب الفرشاة التآكل، مما يزيد من وقت التعطل وتكاليف الصيانة. محركات مؤازرة DC بدون فرش تتطلب صيانة أقل ولكنها أكثر تكلفة من فرشاة الأنواع.
• نطاق السرعة المحدود: محركات سيرفو التيار المستمر قد يكون لها نطاق سرعة محدود أكثر مقارنةً ب محركات سيرفو التيار المتردد.
• انخفاض عزم الدوران عند السرعات العالية: محركات سيرفو التيار المستمرخاصة فرشاة أنواع، تعاني من انخفاض كبير في عزم الدوران كلما زادت السرعة.

محركات سيرفو التيار المستمر خيارًا قابلاً للتطبيق في التطبيقات التي تكون فيها التكلفة مصدر قلق كبير والأداء العالي ليس أمرًا بالغ الأهمية. غير أنها قد لا تكون مناسبة للتطبيقات الصناعية الصعبة التي تتطلب سرعة عالية وأداءً عاليًا. عزم الدورانوالتحكم الدقيق.

ما نوع المحرك المؤازر المناسب لاستخدامي: تيار متردد أم تيار مستمر؟

الاختيار بين محرك سيرفو التيار المتردد و أ محرك سيرفو تيار مستمر يعتمد على المتطلبات المحددة لتطبيقك. إليك دليل لمساعدتك في اتخاذ القرار:

اختر المحرك المؤازر المتردد إذا:

• يتطلب تطبيقك متطلبات عالية عزم الدوران بسرعات عالية.
• سرعة دقيقة و التحكم في الموضع حرجة.
• الكفاءة العالية والاستهلاك المنخفض للطاقة مهمان.
• الموثوقية على المدى الطويل والحد الأدنى من الصيانة المطلوبة.
• يتضمن تطبيقك تسارعاً وتباطؤاً سريعاً.
• تسمح ميزانيتك باستثمار أولي أعلى.

اختر محرك مؤازر DC إذا:

• التكلفة هي الشاغل الأساسي.
• البساطة وسهولة التنفيذ من الأولويات.
• بداية عالية عزم الدوران مطلوب، ولكن الأداء عالي السرعة أقل أهمية.
• الحجم الصغير والوزن الخفيف مهمان.
• لا يتطلب تطبيقك الدقة والأداء العاليين اللذين توفرهما محركات سيرفو التيار المتردد.

في العديد من البيئات الصناعية, محركات سيرفو التيار المتردد أصبحت الخيار المفضل نظرًا لخصائص أدائها المتفوقة. ومع ذلك, محركات سيرفو التيار المستمر في تطبيقات مختلفة، لا سيما عندما تكون التكلفة والبساطة عاملين رئيسيين. على سبيل المثال، يمكن أن تستخدم الروبوتات الصغيرة أو مشاريع الهواة محركات سيرفو التيار المستمربينما تعتمد أنظمة الأتمتة الصناعية غالبًا على محركات سيرفو التيار المتردد لدقتها وقوتها. يمكن استخدام المحركات في مجموعة واسعة من التطبيقات، بدءًا من التطبيقات البسيطة التحكم في الموضع إلى معقد التحكم في الحركة الأنظمة. المحركات كثيرة أكثر كفاءة من محركات متدرجة. أيضًا، قد يعتمد الاختيار على حجم المشروع. على سبيل المثال، قد يستخدم الجهاز الصغير الذي يعمل بالبطارية جهازًا صغيرًا يعمل بالبطارية محرك سيرفو تيار مستمر لأن المحرك صغير ويمكن تشغيلها بواسطة مصدر العاصمة. من ناحية أخرى، من المحتمل أن تستخدم الآلة الصناعية الكبيرة محرك سيرفو التيار المتردد لأن المحرك أيضًا قادرة على التعامل مع طاقة أعلى وتوفير تحكم أكثر دقة. تذكر أن نوعان من المحركات المؤازرة متوفرة, محركات التيار المستمر المصقولة وبدون فرشوكذلك محركات التيار المتردد المتزامنة هي أيضًا المتاحة، ولكل نوع منها المزايا والعيوب. تذكر دائمًا اختيار نوع المحرك التي تناسب احتياجاتك الخاصة. إذا لم تكن متأكدًا، فقد ترغب في استشارة أحد محرك سيرفو خبير أو مورد، مثل أولئك الموجودين في متجر محركات السيرفو.

ملخص

إليك أهم ما جاء في هذه المقالة:

• محركات سيرفو التيار المتردد و محركات سيرفو التيار المستمر نوعان مختلفان من المحركات المستخدمة في التحكم في الحركة التطبيقات.
• محركات سيرفو التيار المتردد عادةً ما توفر أداءً وكفاءة ودقة أعلى من محركات سيرفو التيار المستمر.
• محركات سيرفو التيار المستمر بشكل عام أقل تكلفة وأسهل في التنفيذ من محركات سيرفو التيار المتردد.
• محركات مؤازرة التيار المتردد بدون فرش تتطلب الحد الأدنى من الصيانة، بينما محركات مؤازرة التيار المستمر المصقولة تتطلب انتظام الفرشاة الاستبدال.
• الاختيار بين محرك سيرفو التيار المتردد و أ محرك سيرفو تيار مستمر يعتمد على المتطلبات المحددة للتطبيق الخاص بك، بما في ذلك عزم الدورانوالسرعة، والدقة، والكفاءة، والكفاءة، والتكلفة، واعتبارات الصيانة.
• محركات سيرفو التيار المتردد مناسبة تمامًا للتطبيقات الصناعية الصعبة، في حين أن محركات سيرفو التيار المستمر تُستخدم غالبًا في التطبيقات الحساسة من حيث التكلفة حيث لا يكون الأداء العالي أمرًا بالغ الأهمية.