สามวิธีในการลดน้ำหนักมอเตอร์และปรับปรุงประสิทธิภาพ

น้ำหนักมอเตอร์อาจมีความสำคัญมากต่อต้นทุนโดยรวมและมูลค่าการดำเนินงานของระบบ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับประเภทของระบบที่ได้รับการออกแบบและสภาพแวดล้อมที่ใช้งานอยู่การลดน้ำหนักของมอเตอร์สามารถแก้ไขได้หลายทิศทาง รวมถึงการออกแบบมอเตอร์อเนกประสงค์ การผลิตชิ้นส่วนที่มีประสิทธิภาพ และการเลือกใช้วัสดุเพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ จำเป็นต้องปรับปรุงทุกด้านของการพัฒนามอเตอร์ ตั้งแต่การออกแบบไปจนถึงการผลิตส่วนประกอบอย่างมีประสิทธิภาพโดยใช้วัสดุที่ปรับให้เหมาะสม การใช้วัสดุน้ำหนักเบา และกระบวนการผลิตแบบใหม่โดยทั่วไป ประสิทธิภาพของมอเตอร์ขึ้นอยู่กับชนิด ขนาด การใช้งานของมอเตอร์ และคุณภาพและปริมาณของวัสดุที่ใช้ด้วยดังนั้นจากทุกด้านเหล่านี้ มอเตอร์ไฟฟ้าจึงจำเป็นต้องได้รับการพัฒนาโดยใช้พลังงานและส่วนประกอบที่คุ้มค่า

มอเตอร์เป็นอุปกรณ์แปลงพลังงานไฟฟ้าเครื่องกลที่แปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกลในรูปแบบของการเคลื่อนที่เชิงเส้นหรือแบบหมุน หลักการทำงานของมอเตอร์ขึ้นอยู่กับปฏิสัมพันธ์ของสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้าเป็นหลักสามารถใช้พารามิเตอร์หลายตัวเพื่อเปรียบเทียบมอเตอร์ได้: แรงบิด ความหนาแน่นของกำลัง โครงสร้าง หลักการทำงานขั้นพื้นฐาน ปัจจัยการสูญเสีย การตอบสนองแบบไดนามิกและประสิทธิภาพ โดยพารามิเตอร์สุดท้ายคือพารามิเตอร์ที่สำคัญที่สุดสาเหตุของประสิทธิภาพของมอเตอร์ต่ำมีสาเหตุหลักมาจากปัจจัยต่อไปนี้: ขนาดที่ไม่เหมาะสม ประสิทธิภาพทางไฟฟ้าต่ำของมอเตอร์ที่ใช้ ประสิทธิภาพเชิงกลต่ำของผู้ใช้ปลายทาง (ปั๊ม พัดลม คอมเพรสเซอร์ ฯลฯ) ไม่มีระบบควบคุมความเร็วที่ไม่ดี ดำรงอยู่หรือไม่มีอยู่จริงด้วยซ้ำ

เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพด้านพลังงานของมอเตอร์ให้สูงสุด จะต้องลดการสูญเสียจากการแปลงพลังงานต่างๆ ระหว่างการทำงานของมอเตอร์ให้เหลือน้อยที่สุดในความเป็นจริง ในเครื่องจักรไฟฟ้า พลังงานจะถูกแปลงจากไฟฟ้าเป็นแม่เหล็กไฟฟ้า แล้วกลับเป็นพลังงานกลมอเตอร์ไฟฟ้าเพิ่มประสิทธิภาพแตกต่างจากมอเตอร์ไฟฟ้าทั่วไปเนื่องจากมีการสูญเสียน้อยที่สุดในความเป็นจริง ในมอเตอร์ทั่วไป การสูญเสียส่วนใหญ่เกิดจาก: การสูญเสียจากแรงเสียดทานและการสูญเสียทางกลเนื่องจากการสูญเสียจากแรงลม (แบริ่ง แปรง และการระบายอากาศ) การสูญเสียในเตารีดสุญญากาศ (สัดส่วนกับกำลังสองของแรงดันไฟฟ้า) ที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงทิศทางการไหล การสูญเสียเนื่องจาก ไปจนถึงฮิสเทรีซิสของพลังงานที่กระจัดกระจายของแกนกลาง และความสูญเสียเนื่องจากผลกระทบของจูล (สัดส่วนกับกำลังสองของกระแส) เนื่องจากกระแสไหลวนที่เกิดจากกระแสหมุนเวียนและความแปรผันของการไหลในแกนกลาง

การออกแบบที่เหมาะสม

การออกแบบมอเตอร์ที่มีประสิทธิภาพสูงสุดเป็นส่วนสำคัญของการลดน้ำหนัก และเนื่องจากมอเตอร์ส่วนใหญ่ได้รับการออกแบบมาสำหรับการใช้งานอย่างแพร่หลาย มอเตอร์ที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานเฉพาะจึงมักจะมีขนาดใหญ่กว่าที่จำเป็นจริงๆเพื่อเอาชนะความท้าทายนี้ สิ่งสำคัญคือต้องหาบริษัทผู้ผลิตมอเตอร์ที่ยินดีทำการเปลี่ยนแปลงในลักษณะกึ่งกำหนดเอง ตั้งแต่ขดลวดมอเตอร์และแม่เหล็กไปจนถึงขนาดเฟรมเพื่อให้แน่ใจว่ามีการพันขดลวดที่ถูกต้อง จำเป็นต้องทราบข้อมูลจำเพาะของมอเตอร์ เพื่อให้สามารถรักษาแรงบิดและความเร็วที่แม่นยำสำหรับการใช้งานได้นอกเหนือจากการปรับขดลวดแล้ว ผู้ผลิตยังสามารถเปลี่ยนการออกแบบแม่เหล็กของมอเตอร์ตามการเปลี่ยนแปลงความสามารถในการซึมผ่านได้ การวางตำแหน่งแม่เหล็กหายากระหว่างโรเตอร์และสเตเตอร์อย่างเหมาะสมสามารถช่วยเพิ่มแรงบิดโดยรวมของมอเตอร์ได้

กระบวนการผลิตใหม่

ผู้ผลิตสามารถอัพเกรดอุปกรณ์ของตนได้อย่างต่อเนื่องเพื่อผลิตส่วนประกอบมอเตอร์ที่มีความทนทานสูงขึ้น โดยขจัดผนังหนาและพื้นที่หนาแน่นซึ่งครั้งหนึ่งเคยใช้เป็นระยะปลอดภัยจากการแตกหักเนื่องจากส่วนประกอบแต่ละชิ้นได้รับการออกแบบใหม่และผลิตโดยใช้เทคโนโลยีล่าสุด น้ำหนักจึงสามารถลดลงได้ในหลายๆ ตำแหน่งที่รวมส่วนประกอบที่เป็นแม่เหล็ก รวมถึงฉนวนและสารเคลือบ เฟรม และเพลามอเตอร์

การเลือกใช้วัสดุ

การเลือกใช้วัสดุมีผลกระทบโดยรวมต่อการทำงานของมอเตอร์ ประสิทธิภาพ และน้ำหนัก ซึ่งเป็นตัวอย่างที่ชัดเจนที่สุดว่าเหตุใดผู้ผลิตหลายรายจึงใช้เฟรมอะลูมิเนียมแทนสเตนเลสผู้ผลิตยังคงทดลองกับวัสดุที่มีคุณสมบัติทางแม่เหล็กไฟฟ้าและเป็นฉนวนอย่างต่อเนื่อง และผู้ผลิตก็ใช้วัสดุคอมโพสิตที่แตกต่างกันหลากหลาย รวมถึงโลหะที่เบากว่าซึ่งเป็นทางเลือกที่มีน้ำหนักเบาแทนส่วนประกอบที่เป็นเหล็กเพื่อวัตถุประสงค์ในการติดตั้ง มีพลาสติกเสริมแรง โพลีเมอร์ และเรซินให้เลือกหลากหลาย ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดเฉพาะของผู้ใช้สำหรับมอเตอร์ขั้นสุดท้ายในขณะที่นักออกแบบมอเตอร์ยังคงทดลองและวิจัยส่วนประกอบทางเลือกต่อไป รวมถึงการเคลือบที่มีความหนาแน่นต่ำและเรซินเพื่อวัตถุประสงค์ในการซีล พวกเขาได้เติมชีวิตชีวาให้กับกระบวนการผลิต ซึ่งมักจะส่งผลต่อน้ำหนักของมอเตอร์นอกจากนี้ ผู้ผลิตยังนำเสนอมอเตอร์ไร้กรอบ ซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อน้ำหนักมอเตอร์โดยการกำจัดเฟรมออกทั้งหมด

สรุปแล้ว

เทคโนโลยีที่ใช้วัสดุน้ำหนักเบา กระบวนการผลิตแบบใหม่ และวัสดุแม่เหล็กเพื่อลดน้ำหนักมอเตอร์และปรับปรุงประสิทธิภาพของมอเตอร์มอเตอร์ไฟฟ้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้งานด้านยานยนต์ ถือเป็นเทคโนโลยีแห่งอนาคตที่เพิ่มมากขึ้นดังนั้น แม้ว่าหนทางยังอีกยาวไกล แต่หวังว่าสิ่งนี้จะกลายเป็นเทคโนโลยีที่รวมเข้าด้วยกันมากขึ้น โดยมีมอเตอร์ไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพดีขึ้นเพื่อจัดการกับปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการประหยัดพลังงาน