محرک به دستگاهی گفته می شود که معمولاً به یک منبع انرژی ورودی معمولاً انرژی الکتریکی ، یک ورودی سیگنال خارجی به نوعی برای گفتن محرک برای انجام عمل نیاز دارد و سپس دستگاه فعال می شود. خروجی به صورت حرکت می تواند چرخشی یا خطی باشد و برای دستیابی به نتیجه مطلوب در سیستم استفاده می شود.
اصطلاح Actuator از عمل Actuating چیزی ناشی می شود ، به عبارت دیگر Actuate عملیاتی کردن چیزی است. بنابراین برای ساده کردن بیان آنچه انجام می دهد ، یک محرک سیگنالی را می خواند و سپس آن را فعال می کند ، یا کار می کند. محرک ها معمولاً بخشی از یک سیستم کلی یا ماشین یا دستگاه هستند. این یک جز component درون آن دستگاه است که با حرکت دادن آن کاری را انجام می دهد.
برای اینکه یک محرک کار کند ، به یک منبع منبع انرژی ، معمولاً انرژی الکتریکی نیاز دارد. همچنین به ورودی سیگنال خارجی در فرم نیاز دارد تا به محرک چه کاری انجام دهد و سپس دستگاه فعال می شود. خروجی معمولاً به صورت حرکتی است که می تواند چرخشی یا خطی باشد که برای دستیابی به نتیجه مطلوب در سیستم استفاده می شود.
بیش از 100 سال است که محرک ها فعالیت می کنند و نام آنها ناشی از کاری است که آنها انجام می دهند ، آنها چیزی را عملی می کنند. بدین معنی که آنها با باز یا بسته شدن ، فشار دادن یا کشیدن ، بلند کردن یا انداختن و غیره چیزی را جابجا می کنند. متداول ترین نوع محرکی که هر روز از آن استفاده می کنید محرک برقی برای قفل و باز کردن قفل درب اتومبیل یا محرک خطی الکتریکی برای باز و بسته شدن صندوق عقب در اتومبیل استفاده می شود. اینها نوع متداول محرکهای الکترو مکانیکی هستند که به طور گسترده ای در زندگی روزمره ما مورد استفاده قرار می گیرند. قبل از ایجاد الکتریسیته ، آنها هنوز ساخته می شوند ، اما مانند یک قفل درب ، توسط انسان کنترل می شوند.
بیش از 50 محرک در اتومبیل مدرن استفاده می شود ، احتمالاً اتومبیل بیشترین محرک را دارد که به عنوان بخشی از زندگی روزمره استفاده می کنیم. اتومبیل از آنها در انژکتورهای سوخت ، دریچه های تأمین و مدیریت سوخت ، سیستم های گرمایش و سرمایش استفاده می کند ، حتی سیستم های سرگرمی می توانند از آنها برای باز و بسته کردن بلندگوها ، صفحه های GPS و غیره استفاده کنند.
بیایید به یک نمونه معمولی از سیستم محرک استفاده کنیم که در زندگی روزمره ما استفاده می شود. گرمایش در اتومبیل دارای تنظیمات دمای گرم و سرد و همچنین یک فن با سطوح مختلف نیرو است. تنظیم دما در واقع از طریق محرکی تنظیم می شود که میزان جریان هوا از طریق مبدل حرارتی را تنظیم می کند. این محرک موقعیت جریان هوا را کنترل می کند ، هرچه بیشتر بر روی مبدل حرارتی جریان یابد هوا گرمتر می شود ، برعکس ، هرچه فاصله آن از مبدل حرارتی خنک تر باشد.
آ رله همچنین گاهی اوقات نوعی محرک الکتریکی در نظر گرفته می شود ، به این معنی که رله فعال می شود و سیگنال الکتریکی یا اتصال از نوعی. حتی اگر این امر به نظر اجزای الکتریکی بدون هیچ قسمت متحرکی برسد ، اما در واقع یک م movingلفه متحرک دارد. رله یک سیم پیچ بار مغناطیسی است که از طریق یک میدان الکترومغناطیسی اتصال دهنده را باز و بسته می کند. همانطور که می بینید این فقط در مقیاس کوچک نوعی محرک است.
برای هدف این مقاله ، ما بیشتر به محرک های خطی خواهیم پرداخت. اصطلاح محرک در واقع بسیار گسترده است و می تواند محرکهای چرخشی ، برقی و انواع دیگر را نیز در بر بگیرد.
با استفاده از Automotive اینها بیایید یک نوع محرک بسیار متداول دیگر را توضیح دهیم ، آن هم محرک برقی است. سلونوئیدها مانند یک رله کار می کنند ، آنها یک جریان الکتریکی را می گیرند و یک میدان الکترو مغناطیسی ایجاد می کنند ، همان نیروی مغناطیسی است که باعث می شود یک میله به داخل و خارج حرکت کند. به طور معمول هرچه میدان مغناطیسی بیشتری که به محرک شیر برقی ارائه می شود بیشتر باشد ، نیروی بیشتری ایجاد می شود و بالعکس. این محرک ها از نوع روشن / خاموش بسیار ساده هستند و گزینه های کنترل کمی غیر از روشن یا خاموش کردن آنهاست. به عنوان مثال شما هیچ کنترل واقعی بر سرعت و نیرو ندارید ، در واقع برای بدتر کردن آن محرک برقی نیز دارای ضربات بسیار محدود است. به ندرت می توان محرک شیر برقی را با بیش از 2 اینچ سکته مغزی پیدا کرد.
قفل مرکزی درهای اتومبیل متداول ترین انواع محرک برقی است که استفاده می شود. آنها به راحتی قفل را از دسته درب متصل و جدا می کنند. مکانیسم کنترل نیز برای یک محرک شیر برقی بسیار ساده است و این یک پالس واحد الکتریسیته 12 ولت DC برای تحریک آن به سلونوئید ارسال می شود و فنر باعث بازگشت آن می شود.
در زیر یک محرک شیر برقی وجود دارد ، همانطور که در بیشتر اتومبیل ها استفاده می شود. آنها احتمالاً ناآشنا به نظر می رسند اما این بدان دلیل است که اکثر مردم نمی توانند داخل پانل های در اتومبیل را ببینند.
این حرکت محرک ها از طریق ولتاژ تأمین می شوند و برای انبساط و انقباض آنها ، به طور معمول بیش از 200 ولت ، به ولتاژهای بسیار زیادی نیاز دارند. مواد پیزو نوعی سرامیک است ، بسیار شکننده است و دارای لایه های زیادی با صفحات فلزی بین هر لایه است تا هر دسته پیزو انرژی پیدا کند.
مقدار زیادی ولتاژ برای تغییر طول بسیار کوچک مورد نیاز است ، به طور معمول یک Piezo فقط حدود 1٪ از اندازه آن گسترش می یابد ، اما نیروی آنها بسیار زیاد است ، این بدان معنی است که شما می توانید گسترش پشته های Piezo را تقویت کنید تا حرکت حرکت کند و نیروی معامله برای سکته مغزی. تقويت را مي توان از نظر مكانيكي تقريباً مانند يك اهرم انجام داد اما به طور معمول در كاربردهايي كه به دقت و كنترل بسيار بالا نياز داريد ، استفاده مي شود. آنها معمولاً به عنوان انژکتور سوخت برای اتومبیلهایی استفاده می شوند که محرک Piezo حجم سوخت ورودی به سیلندر را کنترل می کند و سطح کنترل باید تا سطح میکرون پایین باشد.
این نوع محرک ها از گاز تحت فشار یا هوا در یک سیلندر استفاده می کنند که باعث ایجاد یک پمپ فشار قوی برای حرکت یک پیستون برای ایجاد حرکت خطی می شود. مانند محرک های هیدرولیکی ، طراحی محرک خطی پنوماتیک برای مدت طولانی وجود داشته است. از کمپرسور هوا برای فشار دادن هوا یا گاز بی اثر در مخزن استفاده می شود و از آن هوای فشار بالا برای سر خوردن و خارج شدن پیستون محرک ها استفاده می شود. هنگامی که پیستون در محرک به انتهای حرکت رسید ، یک سوئیچ سوپاپ منتقل می شود تا سوپاپ به انتهای دیگر محرک باز شود و در آنجا هوای فشار بالا دوباره پیستون را به سمت دیگر محرک سوق می دهد.
مزایای استفاده از پنوماتیک:
اشکال محرک های پنوماتیک:
آنها در مواردی که به حرکت با سرعت بالا نیاز باشد یا در صورت نیاز به مقدار زیادی مسافت خطی برای عبور سریع ، مانند اینچ در ثانیه یا 30 اینچ در ثانیه ، مورد استفاده قرار می گیرند. پس از نصب ، انتقال آنها از یک مکان به مکان دیگر دشوار است زیرا به زمان نصب زیادی نیاز دارند. این محرک ها در خطوط مونتاژ کارخانه های تولیدی یافت می شوند زیرا برای انجام میلیون ها چرخه بدون تعمیر و نگهداری ایده آل هستند و می توانند خیلی سریع حرکت کنند.
محرک های هیدرولیکی دقیقاً به همان روش محرک های پنوماتیک کار می کنند ، مگر اینکه به جای استفاده از هوا یا گاز فشار بالا ، از مایع غیرقابل انعطاف به نام سیال هیدرولیک استفاده می کنند. از آنجا که سیال غیر قابل تراکم است و دارای یک مزیت بزرگ است ، این سیستم ها قادر به نیروهای بسیار زیادی هستند و به همین دلیل می بینید که آنها فقط در تجهیزات ساخت و ساز سنگین ، حفار ، کامیون کمپرسی ، لیفتراک ، تراکتور و غیره استفاده می شوند.
محرک هیدرولیک چگونه کار می کند؟
محرک هیدرولیکی از مایع فشار قوی برای فشار دادن پیستون به عقب و جلو در جایی که سوئیچینگ از طریق کلیدهای سوپاپ انجام می شود ، استفاده می کند. تیاین سیستم ها به پمپ های فشار بالا ، شیرهای فشار قوی و لوله کشی و یک مخزن برای نگهداری آن مایع هیدرولیک نیاز دارند. بنابراین ، اگر فضای و هزینه زیادی دارید و به نیروی بسیار بالایی نیاز دارید ، هیدرولیک می تواند راه رفتن
مزایای استفاده از محرک های هیدرولیکی عبارتند از:
اشکال محرک های هیدرولیکی:
محرک چرخشی محرکی است که حرکتی چرخشی ایجاد می کند ، و این باعث می شود تا ایده آل برای باز و بسته شدن دریچه ها باشند. روش های مختلفی برای ایجاد حرکت چرخشی و در نتیجه یک محرک چرخشی وجود دارد. این تفاوت ها به شکل برنامه است. به عنوان مثال در تصویر بالا می بینید که حرکت چرخشی از طریق قفسه و حرکت سبک پینیون در جایی که "Rack" به عنوان پیستون کنترل می شود ایجاد شده است. پیستون را می توان به صورت هیدرولیکی کنترل کرد یا از هوا و گاز فشار بالا برای کنترل پنوماتیک استفاده کرد. بنابراین تفاوت چه خواهد بود؟ اگر محرک چرخشی فوق به صورت هیدرولیکی کنترل شود ، نیروهای وارد شده می توانند بسیار زیاد باشند ، بنابراین در مواردی که نیروهای زیادی برای باز و بسته شدن یک سوپاپ نیاز دارند ، این کاربردهای صنعتی دارد. اگر این محرک چرخشی به صورت پنوماتیک کنترل شود ، محرک ممکن است به نیروی کمتری برای چرخش شافت اصلی نیاز داشته باشد ، همان چیزی است که برای انجام کارهای مورد نیاز استفاده خواهد شد.
اصل محرک چرخشی
حرکتی که توسط یک محرک چرخشی ایجاد می شود ، ممکن است چرخشی مداوم باشد ، همانطور که در یک موتور الکتریکی دیده می شود ، یا حرکت می تواند یک چرخش زاویه ای ثابت باشد. با یک محرک چرخشی که از لحاظ پنوماتیک یا هیدرولیکی کنترل می شود ، به احتمال زیاد یک نوع چرخش زاویه ای ثابت هستند ، این به این دلیل است که دندانه دار کردن یا پیستونی که شافت اصلی را می چرخاند فقط می تواند تا اینجا حرکت کند و بنابراین حرکت چرخشی توسط حرکت خطی موجود محدود می شود . اگر چرخش بیشتری لازم باشد ، پیستون باید بیشتر بلغزد ، در عوض و از نسبت دنده متفاوت برای ایجاد حرکت استفاده می شود.
نوع دیگر محرک چرخشی سروو موتور و موتور پله ای است. اینها محرکهایی با کنترل الکتریکی هستند که دارای یک حرکت چرخشی ثابت هستند ، اما کنترل چرخشی بسیار دقیقی را نیز ارائه می دهند.
این نوع محرکها معمولاً در رباتیک و الکترونیک مصرفی مورد استفاده قرار می گیرند که در آن حرکت چرخشی و گشتاور توسط یک موتور چرخشی تولید می شود که از طریق برخی چرخ دنده ها سرعت کاهش یافته و گشتاور افزایش می یابد تا حرکت چرخشی ایجاد شود. برای دستیابی به کنترل دقیق ، محرک سنسوری دارد که موقعیت را اندازه گیری می کند. این حالت معمولاً به شکل سنسور هال یا رمزگذار است که سیگنالی را به سیستم کنترل ارسال می کند که به موقعیت تبدیل می شود. از ویژگی های بسیار خوب موتورهای سروو این است که می توان آنها را بسیار کوچک ساخته و در مکان های بسیار تنگ استفاده کرد.
از آنجا که محرکهای چرخشی سروو معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند و خرید آنها نسبتاً ارزان است ، به روشی محبوب برای ایجاد حرکت خطی در افراد تبدیل شده است. از طریق پیوندهای ساده و نوعی سیستم هدایت خطی امکان ایجاد حرکت خطی وجود دارد. همانطور که در تصویر بالا مشاهده می کنید سکته مغزی متناسب با طول بازوی اهرم خواهد بود. هرچه بازو از محرک سروو بیشتر باشد ، ضربه بیشتر خواهد بود ، اما نکته منفی این است که نیرو کاهش می یابد زیرا گشتاور متناسب با طول بازو است.
زیر معادله گشتاور برای محرکهای چرخشی
با محرکهای خطی الکتریکی ، حرکت چرخشی از یک موتور AC یا DC از طریق Leadscrew به حرکت Linear تبدیل می شود. Leadscrew در اصل یک چرخ دنده مارپیچ است که روی یک میله ساخته می شود. همانطور که Leadscrew به دلیل چرخش موتور به طور مستقیم یا از طریق برخی چرخ دنده ها ، پیچ می چرخد ، مهره (همانطور که در زیر به رنگ زرد نشان داده شده است) با یک حرکت خطی پیچ سر بالا و پایین می شود و آن حرکت Linear را ایجاد می کند - از این رو نام آن "محرک خطی" است. این با یک محرک شیر برقی که هنوز هم نوعی محرک خطی است بسیار متفاوت است ، اما در صنعت مهندسی ، مهندسان معمولاً این دو را از هم جدا می کنند و آنها را "محرک های برقی" و "محرک های خطی" می نامند حتی اگر هر دو حرکت خطی داشته باشند.
با استفاده از محرک های خطی الکتریکی ، داشتن طول های مختلف Leadscrews طول متفاوتی را به شما می دهد. چرخش سریعتر یا کندتر پیچ موتور منجر به ضربه های خطی با سرعت متفاوت می شود. و بنابراین هر چه نیروی بیشتری از موتور به پیچ سرب وارد شود ، نیروی بیشتری به مهره ای که به بالا و پایین سرپیچ سر می خورد وارد می شود. مهره به چیزی که ما میله می نامیم متصل است و این میله آن چیزی است که شما برای ایجاد آن حرکت خطی چیزها را به آن متصل می کنید. هرچه گشتاور بیشتری بتواند به پیچ سرب وارد شود ، نیروی خطی بیشتری نیز برای استفاده توسط میله کشویی در دسترس خواهد بود.
روش های مختلفی برای ایجاد گشتاور محرک وجود دارد. افزودن دنده بین موتور و پیچ سرپیچ متداول ترین روش است ، هر چه نسبت دنده بالاتر باشد نیروی بیشتری ایجاد می شود ، اما یک معامله وجود دارد ، هرچه نیرو بیشتر باشد ، سرعت پایین تر است ، برعکس ، هرچه سرعت بالاتر باشد نیرو را پایین بیاورید. بدست آوردن سرعت اضافی برای یک نیروی معین به معنای استفاده از موتور ورودی بزرگتر است و این به جریان بیشتر و موتور بزرگتر و در نتیجه هزینه بیشتر نیاز دارد.
یک برقی فعال کننده وسیله ای است که حرکت چرخشی موتور را به حرکت خطی تبدیل می کند ، یا جریان الکتریکی را برای ایجاد یک میدان الکترومغناطیسی می گیرد و با استفاده از مغناطیس یک جسم فلزی را مجبور می کند از میدان مغناطیسی خود دور شود. در حالی که هر دو بسیار متفاوت هستند ، آنها از یک نام مشترک برخوردار هستند و هر دو نتیجه آنچه را که نام آنها نشان می دهد ، ایجاد می کنند ... این بدان معناست که همه آنها حرکات فشار و کشش را به صورت حرکتی خطی یا چرخشی فراهم می کنند.
برای مروری دقیق تر در مورد نحوه عملکرد محرک خطی الکتریکی ، این مقاله را ایجاد کردیم "درون محرک خطی - نحوه عملکرد محرک"
اگر به دنبال خرید یک محرک خطی الکتریکی هستید ، ما مقاله ای با عنوان "تا زمانی که این 5 مرحله را نخوانید ، توسط محرک Linear کار نکنید"این می تواند به شما کمک کند قبل از هزینه کردن ، از برخی مشکلات معمول جلوگیری کنید.
محرک های میکرویا محرک های خطی Mini در کاربردهایی استفاده می شود که فضا محدود باشد یا ضربه محرک مورد نیاز کم باشد. شاید شما نیاز به حرکت یک چیز کوچک یا خیلی دور داشته باشید ، یک محرک Micro Linear برای چنین کاربردی ایده آل است. به طور معمول ضربه های میکرو محرک 10 میلی متر تا 100 میلی متر هستند و اندازه آنها بسیار جمع و جور است. یکی از نقاط ضعف Micro Actuator این است که نیروها به دلیل موتورهای کوچکتر تعبیه شده در آنها بسیار کمتر می شوند.
محرک ها اشکال مختلفی دارند ، از چرخشی به خطی ، نوع مورد نیاز بستگی به کاربردی دارد که قرار است برای آن استفاده شود. محرکهای چرخشی بزرگ صنعتی که به صورت هیدرولیکی هدایت می شوند برای باز کردن دریچه های بزرگ لوله روغن و محرک های میکرو می توان با منابع و انرژی کوچک 12 ولت با دقت و دقت زیادی برای رباتیک و کاربردهای کوچک تأمین کرد.
We precision engineer and manufacture our products so you get direct manufacturers pricing. We offer same day shipping and knowledgeable customer support. Try using our Actuator Calculator to get help picking the right actuator for your application.