โรตาริ

มอเตอร์แบบโรเตอร์ไม่ใช้เหล็กหรือไม่มีแกน

มอเตอร์ไร้แกนขนาดจิ๋วหลักการใดๆของมอเตอร์ที่อธิบายข้างต้นไม่ได้กำหนดว่าส่วนที่เป็นเหล็กของโรเตอร์เท่านั้นที่หมุน ถ้าวัสดุแม่เหล็กอ่อนของโรเตอร์จะทำในรูปแบบของทรงกระบอก(ยกเว้น ผลกระทบของ hysteresis) ดังนั้นแรงบิดจะกระทำบนขดลวดของแม่เหล็กไฟฟ้าเท่านั้น การใช้ประโยชน์จาก ความเป็นจริงนี้คือมอเตอร์ DC แบบไร้แกน หรือไร้เหล็ก ซึ่งรูปแบบเฉพาะของมอเตอร์ DC แบบแม่เหล็กถาวร เมื่อทำการเพิ่มประสิทธิภาพให้มีอัตราเร่งที่รวดเร็ว, มอเตอร์เหล่านี้มีโรเตอร์ ที่ถูกสร้างขึ้นโดยไม่มีแกนกลางเป็นเหล็ก โรเตอร์สามารถใช้รูปแบบของทรงกระบอกที่เต็มไปด้วยขดลวดหรือโครงสร้างพยุงตัวเอง ประกอบด้วยเฉพาะขดลวดแม่เหล็กและ

วัสดุที่ใช้มัดรวมกันเท่านั้น โรเตอร์สามารถฟิตพอดีภายในแม่เหล็กสเตเตอร์; กระบอกที่ทำด้วยแม่เหล็กอ่อนติดอยู่กับที่ภายในโรเตอร์จะเป็น return path สำหรับ flux แม่เหล็กของสเตเตอร์ การจัดเรียงแถวที่สองขดลวดโรเตอร์รอบแม่เหล็กของสเตเตอร์ ในการออกแบบแบบนั้น โรเตอร์จะฟิตภายในกระบอกแม่เหล็กอ่อนที่สามารถใช้เป็น housing สำหรับมอเตอร์และ ให้ return path สำหรับ flux อีกด้วย

เนื่องจากโรเตอร์มีน้ำหนัก(มวล)เบากว่ามากเมื่อเทียบกับโรเตอร์ธรรมดาที่เกิดจากขดลวดทองแดงบนเหล็กเคลือบ โรเตอร์สามารถเร่งความเร็วได้อย่างรวดเร็ว มักจะทำได้สำเร็จในช่วงเวลากลคงที่ต่ำกว่าหนึ่ง ms ถ้าใช้ลวดอะลูมิเนียมแทนที่จะเป็นทองแดงที่หนักกว่ามาก แต่ เนื่องจากไม่มีมวลโลหะในโรเตอร์เพื่อทำหน้าที่เป็นที่ระบายความร้อน แม้แต่มอเตอร์ไร้แกนขนาดเล็กมักจะถูกระบายความร้อนด้วยแรงอากาศบังคับ ความร้อนสูงเกินอาจจะมีปัญหา ในการออกแบบสำหรับมอเตอร์ DC ไร้แกน

ท่ามกลางประเภทเหล่านี้คือประเภทโรเตอร์จาน ที่จะอธิบายในรายละเอียดในส่วนถัดไป

มอเตอร์สั่นสำหรับโทรศัพท์มือถือ บางครั้งเป็นประเภทสนามแม่เหล็กถาวรทรงกระบอกขนาดจิ๋ว แต่ก็ยังมี ประเภทรูปทรงจานที่มีแผ่นแม่เหล็กสนามหลายขั้วบางๆ และประเภทโรเตอร์ที่มีโครงสร้างเป็นพลาสติคขึ้นรูปที่ตั้งใจทำให้ไม่สมดุลซึ่งประกอบด้วยคอยล์ไร้แกนสองชุดผูกมัดติดกัน แปรงโลหะและตัวสับเปลี่ยนแบบแบนเปิดปิดพลังงานให้กับคอยล์ของโรเตอร์

มอเตอร์แบบโรเตอร์แพนเค้กหรือแกน axial

มอเตอร์แบบแพนเค้กชนิดหนึ่ง

การออกแบบมอเตอร์ที่ค่อนข้างไม่ปกติของมอเตอร์แบบหนึ่งคือมอเตอร์แบบอเมเจอร์บนโรเตอร์เป็นแผ่นวงจรพิมพ์หรือมอเตอร์แพนเค้กที่มีขดลวดเป็นรูปจานเหมือนแผ่น CD ที่หมุนอยู่ระหว่างอาร์เรย์ของแม่เหล็กพลังสูง แม่เหล็กหลายตัวจะจัดเรียงเป็นวงกลมบนสเตเตอร์แบนหันหน้าแม่เหล็กเหล่านั้นไปทางโรเตอร์โดยมีระยะห่างเป็น air gap การออกแบบลักษณะนี้เป็นที่รู้จักกันทั่วไปว่าเป็น มอเตอร์แพนเค้ก เพราะมีลักษณะที่แบนมาก แม้ว่าเทคโนโลยีแบบนี้จะมีชื่อหลายยี่ห้อตั้งแต่เริ่มต้น เช่น ServoDisc

อเมเจอร์แผ่นพิมพ์(เดิมทำบนแผ่นวงจรพิมพ์)ทำจากแผ่นทองแดงเจาะรูหลายแผ่นเคลือบเข้าด้วยกันโดยใช้วัสดุที่ทันสมัยให้อยู่​​ในรูปของแผ่นแข็งบาง มีการผลิตจะออกมาที่ไม่ซ้ำกันใน โลกมอเตอร์ใช้แปรงโดยที่มันจะมีตัวแหวนสับเปลี่ยนอยู่ด้วย แปรงจะสัมผ้สโดยตรงบนพื้นผิว อเมเจอร์ทำให้การออกแบบทั้งชุดมีขนาดเล็กมาก

วิธีการผลิตทางเลือก คือการใช้ลวดทองแดงวางเรียบกับตัวสับเปลี่ยนทั่วไปพันเป็นรูปทรงดอก ไม้และกลีบดอก ขดลวดจะมีความเสถียรโดยทั่วไปโดยการปิดผนึกด้วยอีพ็อกซี่ไฟฟ้า ระบบจะเติมอีพ็อกซี่ที่มีความหนืดผสมปานกลาง และให้เวลาที่เจลนาน

ข้อได้เปรียบที่ไม่ซ้ำแบบใครของมอเตอร์ DC ไร้เหล็กคือไม่มีการ cogging (การเปลี่ยนแปรงของแรงบิดที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงดึงดูดระหว่างเหล็กและแม่เหล็ก) eddy current ที่แฝงอยู่ไม่สามารถรวมตัวกันในโรเตอร์เนื่องจากมันไร้เหล็กโดยสิ้นเชิง แม้แต่โรเตอร์ยังถูกเคลือบ สิ่งนี้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพได้อย่างมาก แต่ตัวควบคุมความเร็วต้องใช้อัตราการเปลี่ยนสูงที่สูงขึ้น(>40 kHz) หรือ DC อัน้นื่องมาจากแรงเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าลดลง

มอเตอร์เหล่านี้แต่เดิมถูกคิดค้นมาเพื่อขับ capstan ของตัวขับเทปแม่เหล็กในอุตสาหกรรมคอมพิวเตอร์ ที่ต้องใช้เวลาน้อยที่สุดที่จะถึงความเร็วใช้งานและระยะทางในการหยุดให้สั้นที่สุด เป็นสิ่งสำคัญ มอเตอร์แพนเค้กยังคงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบควบคุมเซอร์โวประสิทธิภาพสูง ที่ควบคุมหุ่นยนต์ อุตสาหกรรมอัตโนมัติและอุปกรณ์การแพทย์ เนื่องจากความหลากหลายของการสร้างที่ใช้ได้ในขณะนี้ เทคโนโลยีถูกนำมาใช้ในการใช้งานจากวงการทหารที่มีอุณหภูมิสูง ถึงปั๊มต้นทุนต่ำและเซอร์โวพื้นฐาน

มอเตอร์เซอร์โว

บทความหลัก: Servo motor

มอเตอร์เซอร์โวเป็นมอเตอร์ชนิดหนึ่ง, มักจะขายเป็นโมดูลสำเร็จรูป, ที่ถูกใช้ภายในระบบการควบคุมตำแหน่งหรือการควบคุมความเร็ว ส่วนใหญ่จะควบคุมวาล์ว Servomotors ถูกใช้ในงาน เช่นเครื่องมือกล, ปากกาplotters และระบบที่เป็นกระบวนการอื่นๆ มอเตอร์ที่มีไว้สำหรับใช้ใน servomechanism ต้องมีลักษณะสมบัติที่อยู่ในรูปเอกสารสำหรับความเร็ว แรงบิดและการใช้พลังงาน ความเร็วเมื่อเทียบกับแรงบิดเป็นสิ่งที่สำคัญและมีค่าสูงสำหรับเซอร์โวมอเตอร์ ลักษณะการตอบสนองแบบไดนามิก เช่นแรงเหนี่ยวนำของขดลวดและความเฉื่อยของโรเตอร์ ยังมีความสำคัญ; ปัจจัยเหล่านี้จำกัดประสิทธิภาพโดยรวมของ servomechanism loop ในขณะที่เซอร์โวลูปที่มีประสิทธิภาพขนาดใหญ่ แต่ตอบสนองช้า อาจจะใช้ AC หรือ DC มอเตอร์ธรรมดาและระบบ ขับเคลื่อนที่ใช้การฟีดแบ็คแบบตำแหน่งหรือแบบความเร็วของมอเตอร์ เมื่อความต้องการการตอบสนองแบบไดนามิกเพิ่มขึ้น การออกแบบมอเตอร์แบบพิเศษเพิ่มเติมอย่าง เช่น มอเตอร์ไร้แกนถูกนำมาใช้ ความหนาแน่นของพลังงานและลักษณะสมบัติในการเร่งความเร็วที่เหนือกว่าของมอเตอร์ AC เมื่อเทียบกับมอเตอร์ DC มีแนวโน้มที่จะสนับสนุนการใช้งานของการใช้งานมอเตอร์แบบแม่เหล็กถาวรซิงโครนัส, BLDC, เหนี่ยวนำ และ การใช้งาน ไดรฟ์ SRM

ระบบเซอร์โวแตกต่างจากการใช้งานบางอย่างของมอเตอร์หมุนทีละขั้นในส่วนที่เป็นตำแหน่งป้อนกลับที่ให้อย่างต่อเนื่องในขณะที่มอเตอร์กำลังทำงาน; ระบบ stepper ช่วยให้มอเตอร์ไม่ " พลาดขั้นบันได" เพื่อความแม่นยำระยะสั้น ถึงแม้ว่าระบบ stepper อาจมีสวิทช์ที่บอกดำแหน่ง "บ้าน" หรือองค์ประกอบอื่นๆที่จะให้ความมั่นคงในระยะยาวของการควบคุม . ตัวอย่างเช่นเมื่อเครื่องพิมพ์ดอทเมทริกซ์ทั่วไปจะเริ่มต้นพิมพ์ ตัวควบคุมจะขับมอเตอร์หัวพิมพ์ไปอยู่ด้านซ้ายสุดของแถว ที่จุดนั้นเซ็นเซอร์ตำแหน่งจะกำหนดตำแหน่งบ้านและหยุดมอเตอร์ ตราบเท่าที่เปิดเครื่องอยู่ ตัวนับขั้นแบบสองทิศทางในไมโครโปรเซสเซอร์ของเครื่องพิมพ์จะคอยติดตามตำแหน่งของหัวพิมพ์

มอเตอร์สเต็ป

บทความหลัก: Stepper motor

มอเตอร์สเต็ปใช้โรเตอร์ทำด้วยเหล็กอ่อน มีขดลวดแอ็คทีพตามที่แสดง ใน 'A' ขดลวดแอ็คทีพ มีแนวโน้มที่จะยึดโรเตอร์ให้อยู่กับที่ ใน 'B' อีกชุดหนึ่งของขดลวดจะมีกระแสไหล ซึ่งสร้างแรงบิด และการหมุน

มอเตอร์สเต็ปเป็นมอเตอร์ประเภทหนึ่งที่ใช้บ่อยเมื่อต้องการการหมุนที่แม่นยำ โรเตอร์ของมอเตอร์สเต็ปประกอบด้วยแม่เหล็กถาวร หรือโรเตอร์สนามแม่เหล็กอ่อนกับขั้วแม่เหล็กสำคัญที่ถูกควบคุมโดยชุดของแม่เหล็กภายนอกที่ถูกสลับด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์ มอเตอร์สเต็ปอาจจะคิดว่าเป็นลูกผสมระหว่างมอเตอร์ไฟฟ้า DC และขดลวดหมุน ในขณะที่แต่ละขดถูก energized ไปตามลำดับ โรเตอร์จะวางตัวเองในแนวสนามแม่เหล็กที่ผลิตโดยสนามพลังขดลวด แตกต่างจาก มอเตอร์ซิงโครนัสในการประยุกต์ใช้ มอเตอร์จะไม่หมุนอย่างต่อเนื่อง; มันจะ"ก้าวทีละขั้น" คือหมุนและหยุด จากตำแหน่งหนึ่งไปยังอีกตำแหน่งหนึ่งไปตามสนามขดลวดที่ถูกจ่ายพลังและหยุดจ่ายพลังตามลำดับ โรเตอร์อาจหมุตไปข้างหน้าหรือไปข้างหลัง และมันอาจเปลี่ยนทิศทาง หยุด เร็วขึ้น หรือ ช้าลง ในเวลาใดก็ได้

ตัวขับมอเตอร์สเต็ปอย่างง่ายจะจ่ายพลังหรือหยุดจ่ายพลังให้กับขดสวดสนามรวดเดียวให้โรเตอร์ไปหยุดที่ตำแหน่งใดก็ได้ ไดรเวอร์ที่ซับซ้อนมากขึ้น สามารถควบคุมพลังที่จ่ายให้ขดลวดสนามตามสัดส่วน ช่วยให้โรเตอร์หยุดในตำแหน่งระหว่างฟันเฟือง ซึ่งจะทำให้การหมุนเป็นไปอย่างราบรื่นมาก โหมดการทำงานลักษณะนี้ มักจะเรียกว่า microstepping มอเตอร์สเต็ปที่ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์เป็นหนึ่งในรูปแบบที่หลากหลายมากที่สุดของระบบการวางตำแหน่ง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เมื่อมีส่วนหนึ่งของระบบการควบคุมเซอร์โวแบบดิจิตอล

มอเตอร์สเต็ปสามารถหมุนไปที่มุมที่เฉพาะเจาะจงด้วยขั้นตอนที่ไม่ต่อเนื่องได้อย่างง่ายดาย และด้วยเหตุนี้ มอเตอร์สเต็ปจึงถูกใช้สำหรับวางตำแหน่งหัวอ่าน/เขียนในเครื่องฟลอปปี้ดิสเก็ตของคอมพิวเตอร์ พวกมันถูกนำมาใช้เพื่อวัตถุประสงค์เดียวกันในดิสก์ไดรฟ์ของคอมพิวเตอร์ก่อนยุคจิกะไบต์ ที่ให้ความแม่นยำและความเร็วที่เพียงพอสำหรับการวางตำแหน่งที่ถูกต้องของ หัวอ่าน/เขียนของฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์ เมื่อไดรฟ์มีความหนาแน่นของข้อมูลเพิ่มขึ้น ข้อจำกัดของ ความแม่นยำและความเร็วของมอเตอร์สเต็ป ทำให้พวกมันล้าสมัยและสูญเสียตวามสามารถในการแข่งขันสำหรับฮาร์ดดิสก์ ฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์รุ่นใหม่ใช้ขดลวดเสียงเป็นตัวขับเคลื่อนหัวอ่าน (คำว่า "วอยซ์คอยล์" หมายถึงโครงสร้างในลำโพง(ชนิดกรวย)ทั่วไป โครงสร้างนี้ถูกใช้วางตำแหน่งหัวอ่านอยู่พักหนึ่ง ไดรฟ์ที่ทันสมัยจะมีขดลวดบนเดือยหมุน ขดลวดจะโยกไปข้างหน้าและไปข้างหลัง เหมือนกับใบพัดของพัดลมที่กำลังหมุน. อย่างไรก็ตาม เหมือนกับวอยซ์คอยล์ ตัวนำคอยล์ตัวกระตุ้นที่ทันสมัย ​​(ลวดแม่เหล็ก)เคลื่อนที่ตั้งฉากกับเส้นแรงสนามแม่เหล็ก)

มอเตอร์สเต็ปมักจะใช้ในเครื่องพิมพ์คอมพิวเตอร์ สแกนเนอร์แสง และ เตรื่องถ่ายเอกสารแบบ ดิจิตอล หัวพิมพ์(ของ dot matrix และเครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ท)และลูกกลิ้งป้อนกระดาษ ในทำนองเดียวกัน plotters คอมพิวเตอร์จำนวนมาก (ซึ่งตั้งแต่ช่วงต้นทศวรรษ 1990 ได้ถูกแทนที่ด้วยอิงค์เจ็ทขนาดใหญ่ และเครื่องพิมพ์เลเซอร์) ที่ใช้มอเตอร์สเต็ปแบบโรตารีสำหรับ ปากกาและลูกกลิ้ง; ทางเลือกทั่วไปมีทั้งมอเตอร์สเต็ปเชิงเส้น หรือ servomotors ที่มีระบบการควบคุมอนาล็อกวงปิด

สิ่งที่เรียกว่านาฬิกาข้อมือควอทซ์แอนะล็อกประกอบด้วยมอเตอร์สเต็ปธรรมดาที่มีขนาดเล็กที่สุด ได้แก่คอยล์หนึ่งชุดที่กินไฟน้อยมากและโรเตอร์แม่เหล็กถาวร มีมอเตอร์ชนิดเดียวกันเพื่อขับนาฬิกาควอทซ์พลังงานแบตเตอรี่ บางส่วนของนาฬิกาเหล่านี้ เช่น chronographs, มี มากกว่าหนึ่งมอเตอร์สเต็ป

ที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดในการออกแบบมอเตอร์ซิงโครนัส AC สามเฟส, มอเตอร์สเต็ปและ SRMs จะจัดเป็นประเภทมอเตอร์รีลักแตนซ์ปรับได้. มอเตอร์สเต็ปยังมักจะใช้ในเครื่องพิมพ์ คอมพิวเตอร์ สแกนเนอร์ และเครื่องคอมพิวเตอร์ควบคุมเชิงตัวเลข (CNC ) เครื่องจักร เช่นเราต์เตอร์, ตัวตัดพลาสม่า และ เครื่องกลึงซีเอ็นซี

มอเตอร์แนวราบ

บทความหลัก: Linear motor

มอเตอร์แนวราบเป็นมอเตอร์ไฟฟ้าที่ "ไม่หมุน" คือแทนที่จะผลิตแรงบิด(หมุน) แต่จะผลิตแรงในแนวเส้นตรงตามความยาวของมัน

มอเตอร์แนวราบส่วนใหญ่เป็นมอเตอร์เหนี่ยวนำหรือมอเตอร์สเต็ป มอเตอร์แนวราบมักจะพบใน รถไฟเหาะทั้งหลาย ที่ความเคลื่อนไหวอย่างรวดเร็วของโบกี้ไร้มอเตอร์ถูกควบคุมโดยรางรถไฟ พวกมันยังถูกใช้ในรถไฟ maglev โดยที่ รถไฟ "บิน" เหนือพื้นดิน ในระดับที่มีขนาดเล็ก ตัวพล็อตด้วยปากกาของ HP รุ่น 7225A ในยุค 1978 ใช้มอเตอร์สเต็ปแนวราบสองตัวในการลากปากกาไปตามแกน X และแกน Y.

แรงเคลื่อนไฟฟ้าย้อนกลับ

บทความหลัก: Electromotive force

ขณะที่ขดลวดอเมเจอร์ของมอเตอร์กระแสตรงกำลังเคลื่อนที่ผ่านสนามแม่เหล็ก จะเกิดแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำขึ้นบนขดลวดนั้น แรงดันไฟฟ้านี้มีแนวโน้มที่จะต่อต้านกับแรงดันที่จ่ายให้มอเตอร์ ดังนั้นจึงเรียกว่า "แรงเคลื่อนไฟฟ้าย้อนกลับ" (อังกฤษ: back EMF) แรงดันไฟฟ้าที่เป็นสัดส่วนกับความเร็วในการทำงานของมอเตอร์ back EMF ของมอเตอร์บวกแรงดันไฟฟ้าที่ตกคร่อมตัวต้านทานภายในของขดลวดและแปรง จะต้องเท่ากับแรงดันไฟฟ้าที่แปรงถ่าน สิ่งนี้คือกลไกพื้นฐานของการควบคุมความเร็วในมอเตอร์ DC ถ้าโหลดเพิ่ม มอเตอร์จะช้าลง ซึ่งเป็นผลให้ back EMF ลดลงและกระแสจะถูกดึงจากแหล่งจ่ายมากขึ้น กระแสที่เพิ่มขึ้นนี้จะเพิ่มแรงบิดเพื่อให้สมดุลกับโหลดใหม่

ในมอเตอร์ AC บางครั้งก็เป็นประโยชน์ที่จะพิจารณาแหล่งที่มาของ back emf; สิ่งนี้เป็นความกังวลโดยเฉพาะสำหรับการควบคุมความเร็วแบบปิดของมอเตอร์เหนี่ยวนำด้วย VFDs (ตัวอย่าง)

การสูญเสีย

การสูญเสียในมอเตอร์ส่วนใหญ่เนื่องจากการสูญเสียในความต้านทานของขดลวด การสูญเสียในแกน และการสูญเสียทางกลในแบริ่ง และการสูญเสียทางอากาศพลศาสตร์ถ้าใช้พัดลมระบายความร้อน

ความสูญเสียยังเกิดขึ้นในตัวแลกเปลี่ยนอีกด้วย, ตัวแลกเปลี่ยนแบบกลไกทำให้เกิดประกายไฟ และ ตัวแลกเปลี่ยนแบบอิเล็กทรอนิกส์ทำให้เกิดความร้อน