Erityyppisten sähkömoottoreiden vertailu (mikä on ero), ominaisuudet, edut ja haitat, niiden käytön ominaisuudet

Sähkömoottoreiden suunnittelumahdollisuudet takaavat erilaisten vaatimusten täyttymisen — tehon, mekaanisten ominaisuuksien ja ulkoisten työolosuhteiden osalta. Tämä antaa sähkötekniselle teollisuudelle mahdollisuuden tuottaa tietyille teollisuudenaloille tarkoitettuja moottoreita, jotka parhaiten vastaavat näiden työkoneiden toimintatapaa.

Sähkömoottorin valinta alkaa käyttömekanismin käyttötavan mekaanisia ominaisuuksia vastaavan moottorityypin valinnalla ottaen huomioon eri tyyppien taloudelliset ominaisuudet: hinta, tehokkuus, cos phi.

Sähköteollisuus tuottaa seuraavan tyyppisiä sähkömoottoreita:

Asynkroniset kolmivaiheiset oravahäkkimoottorit

Kaikista sähkömoottoreista ne ovat rakenteeltaan yksinkertaisimpia, mekaanisesti luotettavia, helppokäyttöisiä ja ohjattavia sekä halvimpia. Mekaaninen ominaisuus on «jäykkä»: nopeus vaihtelee vähän kaikilla kuormitusarvoilla.Suuri käynnistysvirta (5-7 kertaa nimellinen). Kierroslukujen säätäminen on vaikeaa, eikä sitä ole koskaan tehty aiemmin.

Valmistetaan moninopeuksisia sähkömoottoreita, joita käytetään metallinleikkauskoneiden ja erilaisten yksiköiden käyttöjärjestelmissä, joissa ei ole erityisiä nopeuden säätölaitteita. Ne valmistetaan oravahäkkiroottorilla, kahdella, kolmella ja neljällä nopeudella, staattorikäämin napojen lukumäärää vaihtamalla.

Asynkronisten sähkömoottoreiden suurin haitta on Tehokerroin (cos phi) on aina huomattavasti pienempi kuin yksi, varsinkin kuormitettuna.

Tällä hetkellä asynkronisten kolmivaiheisten sähkömoottoreiden suureen käynnistysvirtaan liittyvät ongelmat ratkaistaanpehmeät käynnistimet (pehmeät käynnistimet), ja nopeudensäätöongelmat ratkaistaan ​​kytkemällä sähkömoottorit läpitaajuusmuuttajat.

Asynkronisten sähkömoottoreiden edut, jotka ovat tarjonneet niin laajan ja laajan sovelluksen, ovat seuraavat:

• korkeat taloudelliset tulokset. Massakäyttöön tarkoitettujen sähkömoottoreiden hyötysuhde on välillä 0,8-7-0,9, suurille koneille - jopa 0,95 ja enemmän;

• suunnittelun yksinkertaisuus, mekaaninen luotettavuus, hallinnan helppous;

• mahdollisuus vapauttaa mihin tahansa käytännössä tarpeelliseen kapasiteettiin;

• moottorin rakennemuotojen helppo soveltuvuus käyttöolosuhteisiin: korkeissa lämpötiloissa, ulkoasennuksessa ja erilaisille ilmastotekijöille altistuessa, pölyn tai korkean kosteuden läsnä ollessa, räjähdysvaarallisissa olosuhteissa jne.

• Automaattisen ohjauksen yksinkertaisuus sekä yhtenä työkoneena että niiden ryhmänä, jotka on yhdistetty yhdellä tuotantoprosessilla.

Asynkroniset kolmivaiheiset sähkömoottorit liukurenkailla ja reostaattikäynnistyksellä

Oikosulkuun verrattuna – monimutkaisempi ohjaus ja korkea hinta. Muut ominaisuudet ovat samat kuin asynkronisissa kolmivaiheisissa sähkömoottoreissa, joissa on oravahäkkiroottori.

Asynkroniset yksivaiheiset sähkömoottorit

Kolmivaiheiseen verrattuna – alhaisempi hyötysuhde, alhaisempi cos phi. Niitä valmistetaan vain pieninä yksikkökapasiteetteina.

Asynkronisten sähkömoottorien laite ja toimintaperiaate

Asynkronisten moottoreiden tyypit

Moninopeuksiset moottorit ja niiden käyttö

Synkroniset moottorit

Rakenteellisesti monimutkaisempi ja kalliimpi kuin asynkroninen; vaikeampi hallita. Tehokkuus on huomattavasti korkeampi kuin asynkronisilla. Kierrokset riippuvat vain virran taajuudesta ja vakiotaajuudella ovat tiukasti muuttumattomia kaikille kuormille. Nopeussäätö ei ole voimassa. Suurin etu on mahdollisuus työskennellä cos phi = 1:n kanssa ja kapasitiivisessa tilassa. Niitä valmistetaan ja käytetään pääasiassa yli 100 kW:n yksikköteholla.

Kuinka erottaa synkroninen moottori oikosulkumoottorista

Menetelmät ja kaaviot synkronisten moottoreiden käynnistämiseksi

AC moottorit

Suurin etu on hyvä nopeuden hallinta. Rakenteellisesti monimutkainen. Keräimen ja harjojen läsnäolo vaikuttaa sähkömoottorin luotettavuuteen ja vaatii niiden erityishuoltoa.

Sähkömoottorit tasavirralla, sarja-, rinnakkais- ja sekavirityksellä

Rakenteellisesti se on paljon monimutkaisempi ja paljon kalliimpi kuin asynkroninen. Niitä on vaikeampi hallita ja ne vaativat jatkuvaa toiminnan valvontaa. Tärkein etu on helppo kyky säätää sujuvasti ja melko laajalla nopeudensäädöllä.

Sarjamoottoreiden mekaaniset ominaisuudet ovat «pehmeät»: nopeus muuttuu erittäin herkästi kuorman mukana, shunttimoottorin nopeus muuttuu vähän kuormituksen vaihtelun myötä.

DC-moottoreiden yleinen haittapuoli on lisälaitteiden tarve tasavirran saamiseksi (magneettivahvistimet, tyristorijännitesäätimet jne.).

DC-moottori laite

Nykyaikaisten harjattomien tasavirtamoottoreiden laite ja toimintaperiaate

Automaattisten ohjausjärjestelmien sähkömoottorit: askelmoottorit ja servo.

Mitä eroa on servokäytöllä ja askelmoottorilla

Servoohjausmenetelmät

Valitun tyypin sisällä moottori valitaan vaaditun pyörimisnopeuden ja vaaditun tehon mukaan.

Tehon kannalta oikea moottorin valinta on erittäin tärkeä, sillä se vaikuttaa merkittävästi taloudellisiin tunnuslukuihin ja työkoneiden tuottavuuteen.

Moottoreiden asennetun tehon yliarvioinnin seurauksena on toimintaa alentuneilla hyötysuhdearvoilla, ja AC-oikosulkumoottoreilla, joiden cos phi -arvot ovat alhaisemmat, lisäksi sähkölaitteiden pääomasijoitus yliarvioituu.

Tehon aliarvioiminen johtaa väistämättä siihen, että moottori ylikuumenee ja epäonnistuu nopeasti.

Mitä suurempi moottorin kuormitus, sitä enemmän autossa syntyy lämpöä, mikä tarkoittaa sitä korkeampi lämpötila, jossa se laskeutuu lämpötasapaino.

Sähkökoneiden suunnittelussa lämpötilaherkin elementti, joka määrää koneen kantavuuden, on käämien eristys.

Kaikki energiahäviöt moottorissa - sen käämeissä ("kuparihäviöt"), magneettisissa piireissä ("teräshäviöt"), pyörivien osien kitkassa ilmaa vastaan ​​ja laakereissa, tuuletuksessa ("mekaaniset häviöt") muunnetaan lämmöksi .

Nykyisten standardien mukaan sähkökoneiden käämeissä yleisesti käytettyjen eristysmateriaalien (luokan A eristysmateriaalit) lämmityslämpötila ei saa ylittää 95 °C. Tässä lämpötilassa moottori voi toimia luotettavasti noin 20 vuotta.

Lämpötilan nousu yli 95 °C johtaa eristeen nopeutuneeseen kulumiseen. Siten 110 ° C: n lämpötilassa käyttöikä lyhenee 5 vuoteen, 145 ° C: n lämpötilassa (joka voidaan saavuttaa lisäämällä virran voimakkuutta nimellisarvoon verrattuna, vain 25%), eristys tuhotaan 1,5 kuukauden ajan, ja 225 ° C: n lämpötilassa (joka vastaa virran voimakkuuden kasvua 50%) kelan eristys muuttuu käyttökelvottomaksi 3 tunnin kuluessa.

Mikä määrää sähkömoottoreiden käyttöiän

Moottorin valinta tehon suhteen tehdään riippuen käyttömekanismin aiheuttaman kuorman luonteesta. Jos kuorma on tasainen, mikä tapahtuu pumppujen, puhaltimien käytössä, moottori otetaan nimellisteholla, joka on yhtä suuri kuin kuorma.

Kuitenkin paljon useammin moottorin kuormitusaikataulu on epätasainen: kuormitus lisääntyy vuorotellen laskun kanssa tyhjäkäynnille asti. Näissä tapauksissa moottori valitaan maksimikuormitusta pienemmäksi nimellistehoksi, koska alennetun kuormituksen (tai jarrutuksen) aikana moottori jäähtyy.

On kehitetty menetelmiä moottorin tehon valitsemiseksi sen kuormitusaikataulun mukaisesti, ts. käyttömekanismin toimintatilan kanssa. Nämä on kuvattu erityisissä oppaissa.

Sähkömoottoreiden valinta laitteisiin, joissa on erilaisia ​​kuormituksia ja toimintatapoja

Sähkölaitteiden valinta teknisten ominaisuuksien mukaan

Sähkömoottorin vaiheiden kytkentäkaavion valinta - käämien yhdistäminen tähdellä ja kolmiolla