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馬達-《3小時讀通基礎機械設計》

馬達是利用電磁力,來將電能轉換為旋轉動能的電子元件。馬達有分直流馬達與交流馬達,直流馬達是以電流方向不隨時間改變的直流電(DC:Direct Current)來致動的馬達;而交流馬達則是以電流方向會隨時間改變的交流電(AC:Alternating Current)來致動的馬達。

直流馬達

直流馬達能夠利用乾電池(DC1.5V)輕鬆地動作,是常用於模型製作與科學實驗的簡易馬達。相較於交流馬達,直流馬達可以用小規模的設備提供高輸出,因此不只廣泛用於個人電腦週邊機器、視聽設備的驅動,亦廣泛用於汽車與工業機械。

一般將直流電壓 DC5V、6V、12V、24V 當作額定電壓,而且不只會利用電池,也會使用開關電源(或稱交換式電源供應器),將一般插座的交流電壓 110V 轉換為直流電壓。

P172-P1751

交流馬達

馬達是利用電磁力,來將電能轉換為旋轉動能的電子元件。馬達有分直流馬達與交流馬達,直流馬達是以電流方向不隨時間改變的直流電(DC:Direct Current)來致動的馬達;而交流馬達則是以電流方向會隨時間改變的交流電(AC:Alternating Current)來致動的馬達

P173-圖59

交流電的電壓一下正、一下負啊,好難想像!總之,我先試著把有用到交流馬達的東西做出來吧。

步進馬達

步進馬達的致動原理是藉由供給脈衝訊號,使馬達旋轉一定的角度。送出一次脈衝訊號就會旋轉一定的角度,此角度稱作基本步級角,而五相步進馬達的基本步級角為0.72°,因為旋轉角度與數位輸入的脈衝訊號數量有一定的比例關係,所以馬達加上一百步的脈衝訊號,就會旋轉72°。

步進馬達是以脈衝訊號致動,因此定位精度佳,廣泛用於印表機、影印機以及傳真機等。步進馬達的缺點包括扭矩不大,較難穩定地高速旋轉等。

P174-圖60

伺服馬達

伺服馬達是用於伺服器的馬達。伺服器將物體位置、方位、姿勢等當作控制量,以自動致動來追蹤目標值。馬達所安裝的編碼器會檢測馬達的旋轉角度,並控制回饋。

步進馬達是依據脈衝訊號來旋轉,相對於此,伺服馬達則能一邊檢測數值,一邊致動,因此能進行更精密的控制,並用於各種工業機器人與工業機械,執行精密的定位控制。

此外,稱作 RC 伺服馬達的無線電控制伺服馬達,是用於模型汽車、模型飛機與雙足步行機器人的馬達。它與工業用馬達的型態有點不同,RC 伺服馬達會在長方體的盒子內建直流馬達與減速齒輪機構、角度感測器或用來伺服控制的電路等。這種馬達有很多是從基準位置起,以 90° 的程度往左或右旋轉,可依據供給至伺服馬達的 PWM 波的脈衝寬度,來設定旋轉速度。

P175-圖61

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本文出自世茂出版《3小時讀通基礎機械設計》

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