تفاوت بین موتورهای هیدرولیک و موتورهای الکتریکی

از نظر فیزیکی، یک موتور الکتریکی چیزی است که انرژی را به حرکت بخشی از ماشین تبدیل می کند، خواه ماشین باشد، یک چاپگر.اگر موتور در همان لحظه از چرخش متوقف شود، جهان غیرقابل تصور خواهد بود.

موتورهای الکتریکی در جامعه مدرن همه جا وجود دارند و مهندسان در طول قرن ها انواع مختلفی از موتورها را تولید کرده اند.

بسیاری از موتورها محرک هستند، به این معنی که از طریق اعمال گشتاور، حرکت ایجاد می کنند.برای مدت طولانی، نیروی محرکه هیدرولیک درایوهای هیدرولیک استاندارد آن زمان بود.با این حال، این نوع موتور در قرن بیست و یکم با پیشرفت درایوهای الکتریکی در حال افزایش است، همراه با این واقعیت که قدرت الکتریکی فراوان و کنترل آن آسان شده است.از بین این دو، یکی بهتر از دیگری است؟یا این بستگی به شرایط دارد.

　　مروری بر سیستم های هیدرولیک

اگر تا به حال از جک کف استفاده کرده اید، یا وسیله نقلیه ای را با ترمزهای برقی یا فرمان برقی رانندگی کرده اید، ممکن است تعجب کنید که بتوانید تعداد زیادی از اجسام را بدون صرف نیروی زیاد حرکت دهید.(از طرف دیگر، ممکن است شما آنقدر از کار تعویض لاستیک در کنار جاده خسته شده باشید و به این افکار فکر نکنید.)

این و کارهای مشابه با استفاده از سیستم های هیدرولیک امکان پذیر می شوند.یک سیستم هیدرولیک نیرو ایجاد نمی کند، بلکه آن را از یک منبع خارجی به شکل مورد نیاز تبدیل می کند.

مطالعه هیدرولیک شامل دو حوزه اصلی است.هیدرولیک استفاده از سیالات برای انجام کار با دبی بالا و فشار کم است.آسیاب های "قدیمی" از انرژی موجود در جریان آب برای آسیاب غلات استفاده می کنند.در مقابل، هیدرواستاتیک از فشار بالا و سیالیت کم آب برای انجام کار استفاده می کند.به زبان فیزیک، مبنای این مبادله چیست؟

　قدرت، کار و فضا

مبنای فیزیکی استفاده از موتورهای هیدرولیک مفهوم ضرب نیرو است.مقدار خالص در یک سیستم حاصل ضرب نیروی خالص اعمال شده و فاصله حرکت شده بدون رقم Wnet = (Fnet) (d) است.این بدان معنی است که برای حجم کاری اختصاص داده شده به یک کار فیزیکی، نیروی مورد نیاز برای استفاده را می توان با افزایش فاصله در اعمال نیرو، مانند چرخاندن یک پیچ، کاهش داد.

این اصل به صورت خطی به صحنه‌های دو بعدی از رابطه p=F/A گسترش می‌یابد، که در آن p=فشار بر حسب N/m2، F=نیرو در نیوتن، و A=مساحت در m2 است.در یک سیستم هیدرولیک که فشار p ثابت نگه داشته می شود، دو سیلندر پیستون با سطح مقطع A1 و A2 وجود دارد که منجر به این رابطه می شود.F1/A1 = F2/A2، یا F1 = (A1/A2)F2.

این بدان معناست که وقتی پیستون خروجی A2 بزرگتر از پیستون ورودی A1 باشد، نیروی ورودی به نسبت نیروی خروجی کوچکتر خواهد بود.

موتورهای الکتریکی از این واقعیت استفاده می کنند که یک میدان مغناطیسی بر یک بار یا جریان متحرک فشار وارد می کند.یک سیم پیچ دوار بین قطب های یک آهنربای الکتریکی قرار می گیرد به طوری که میدان مغناطیسی گشتاوری ایجاد می کند که باعث می شود سیم پیچ حول محور خود بچرخد.از این شفت می توان برای موارد زیادی استفاده کرد و به طور خلاصه، موتور انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می کند.

　　هیدرولیک در مقابل موتورهای الکتریکی: مزایا و معایب

چرا از موتور هیدرولیک، موتور احتراق داخلی یا موتور الکتریکی استفاده کنیم؟مزایا و معایب هر نوع موتور به قدری زیاد است که در هر سناریو منحصر به فردی قابل بررسی است.

　مزایای موتورهای هیدرولیک

مزیت اصلی موتورهای هیدرولیک این است که می توان از آنها برای تولید نیروهای بسیار زیاد استفاده کرد.

موتورهای هیدرولیک از یک مایع تراکم ناپذیر استفاده می کنند که امکان کنترل دقیق تر موتور و در نتیجه دقت بیشتر در حرکت را فراهم می کند.در میان تجهیزات سنگین متحرک بسیار مفید هستند.

　معایب موتورهای هیدرولیک

موتورهای هیدرولیک نیز گزینه گران قیمتی هستند، تمام روغن در حال استفاده است، با انجام این کار بسیار بد، فیلترها، پمپ ها و روغن های مختلف باید بررسی، تعویض، تمیز و تعویض شوند.نشت می تواند خطرات ایمنی و محیطی ایجاد کند.

　مزایای موتور

باز شدن موتور هیدرولیک خیلی سریع نیست، موتور بسیار سریع است (تا 10 متر بر ثانیه).آنها برخلاف موتورهای هیدرولیک دارای سرعت های قابل برنامه ریزی و موقعیت های توقف هستند که می توانند موقعیت دقیق مورد نیاز بالا را فراهم کنند.سنسورهای الکترونیکی قادر به ارائه بازخورد دقیق در حرکت و نیروی اعمالی هستند.

　معایب موتورها

این موتورها در مقایسه با سایر موتورها پیچیده و سخت نصب می شوند و نسبت به سایر موتورها به شدت مستعد خرابی هستند.عیب اکثر آنها این است که شما به نیروی بیشتری نیاز دارید، بر خلاف موتورهای هیدرولیک به یک موتور بزرگتر و سنگین تر نیاز دارید.

　مقدمه ای بر درایوهای پنوماتیک

محرک های پنوماتیکی، الکترونیکی یا هیدرولیکی می توانند در سناریوهای خاصی مشکل ساز باشند.تفاوت بین محرک های پنوماتیک و هیدرولیک در این است که موتورهای هیدرولیک از جریان آب استفاده می کنند در حالی که محرک های پنوماتیک از گاز، معمولاً گاز معمولی استفاده می کنند.

درایوهای پنوماتیک در جاهایی که هوا فراوان است سودمند هستند، بنابراین ابتدا یک کمپرسور گاز ضروری است.از طرفی این موتورها بسیار ناکارآمد هستند زیرا تلفات حرارتی در مقایسه با انواع دیگر موتورها بسیار زیاد است.