油圧モーターと電動モーターの違い

物理的に言えば、電気モーターは、エネルギーを変換して、自動車やプリンターなどの何らかの機械部品を動かすものです。もし同じ瞬間にモーターの回転が止まったら、想像を絶する世界が生まれるでしょう。

電気モーターは現代社会のいたるところにあり、エンジニアは何世紀にもわたってさまざまな種類のモーターを製造してきました。

多くのモーターはアクチュエーターであり、トルクを加えることで動きを生み出します。長い間、油圧ドライブの駆動力は油圧が時代の標準でした。しかし、21世紀に入り、電気駆動の進歩に加え、電力が豊富で制御が容易になったこともあり、このタイプのモーターが増加しています。2 つのうち、どちらか一方が他方よりも優れていますか?または、これは状況によって異なります。

　　油圧システムの概要

フロアジャッキを使用したり、パワーブレーキやパワーステアリングを備えた車両を運転したことがある場合は、大きな力を費やすことなくこれほど多くの物体を移動できることに驚かれるかもしれません。(一方で、あなたは道路脇でタイヤを交換する作業に夢中になりすぎて、こうしたことを考える余裕がなかったかもしれません。)

これらおよび同様の作業は、油圧システムの使用によって可能になります。油圧システムは動力を生成するのではなく、外部電源からの動力を必要な形式に変換します。

水力学の研究には 2 つの主要な分野が含まれます。油圧とは、流体を使用して高流量および低圧力で作業を行うことです。「昔ながらの」製粉所は、水の流れのエネルギーを利用して穀物を粉砕します。対照的に、静水圧学では、水の高圧と低い流動性を利用して仕事を行います。物理学の言葉で言えば、このトレードオフの根拠は何でしょうか?

　電力、仕事、スペース

油圧モーターを使用するための物理的基礎は、力の増大の概念です。システム内の正味の値は、適用される正味の力と、数値 Wnet = (Fnet)(d) によって移動した距離の積です。これは、物理的なタスクに割り当てられた作業負荷の場合、ネジを回す場合と同様に、力を加える距離を長くすることで、使用する必要な力を減らすことができることを意味します。

この原理は、関係 p=F/A から 2 次元シーンまで直線的に拡張されます。ここで、p=圧力 (N/m2)、F=力 (ニュートン)、A=面積 (m2) です。圧力 p が一定に保たれる油圧システムには、断面積 A1 と A2 を持つ 2 つのピストン シリンダーがあり、この関係が生じます。F1/A1 = F2/A2、または F1 = (A1/A2)F2。

これは、出力ピストン A2 が入力ピストン A1 よりも大きい場合、入力力は出力力よりも比例して小さくなるということを意味します。

電気モーターは、磁場が移動する電荷または電流に圧力を加えるという事実を利用します。回転するワイヤのコイルが電磁石の極の間に配置され、磁場によってトルクが発生し、コイルがその軸の周りを回転します。このシャフトはさまざまな用途に使用できます。つまり、モーターは電気エネルギーを機械エネルギーに変換します。

　　油圧モーターと電気モーター: 長所と短所

油圧モーター、内燃エンジン、または電気モーターを使用する理由は何ですか?各タイプのモーターの長所と短所は非常に多いため、それぞれの固有のシナリオで考慮する価値があります。

　油圧モーターのメリット

油圧モーターの主な利点は、非常に大きな力を生成するために使用できることです。

油圧モーターは非圧縮性流体を使用するため、モーターをより厳密に制御でき、動作精度が向上します。重量移動機器の中でも非常に便利です。

　油圧モーターのデメリット

油圧モーターも高価なオプションであり、すべてのオイルが使用されており、これは非常にひどいことであり、さまざまなフィルター、ポンプ、オイルをチェック、交換、洗浄、交換する必要があります。流出は安全性と環境上の危険を引き起こす可能性があります。

　モーターの利点

油圧モーターの開きはそれほど速くありませんが、モーターは非常に高速です (最大 10m/s)。油圧モーターとは異なり、速度と停止位置をプログラム可能であり、要求される精度の高い位置決めを実現できます。電子センサーは、動きと加えられた力に関する正確なフィードバックを提供できます。

　モーターのデメリット

これらのモーターは他のモーターに比べて複雑で設置が難しく、他のモーターに比べて非常に故障しやすいです。それらのほとんどの欠点は、油圧モーターとは異なり、より大きな力が必要であり、より大きくて重いモーターが必要であることです。

　空気圧ドライブの概要

空気圧、電子、または油圧アクチュエータは、特定のシナリオでは問題が発生する可能性があります。空圧アクチュエータと油圧アクチュエータの違いは、油圧モータは水流を使用するのに対し、空圧アクチュエータはガス (通常は普通のガス) を使用することです。

空気圧ドライブは空気が豊富な場合に有利であるため、まずガスコンプレッサーが必須です。一方で、これらのモーターは他のタイプのモーターに比べて熱損失が非常に大きいため、非常に効率が悪くなります。