Сравнение на различни видове електродвигатели (каква е разликата), характеристики, предимства и недостатъци, характеристики на тяхното използване
Конструктивните възможности на електродвигателите гарантират изпълнението на различни изисквания — по отношение на мощност, механични характеристики и външни условия на работа. Това позволява на електротехническата промишленост да произвежда специализирани серии двигатели, предназначени за определени индустрии, най -пълно съответстващи на режима на работа на тези работни машини.
Изборът на електродвигател започва с избора на типа двигател, съответстващ на механичните характеристики на режима на работа на задвижвания механизъм, като се вземат предвид икономическите характеристики на различните видове: цена, ефективност, cos phi.
Електрическата промишленост произвежда следните видове електродвигатели:
Асинхронни трифазни двигатели с катеричка
От всички видове електродвигатели, те са най -простите по дизайн, механично надеждни, лесни за работа и управление и най -евтините. Механичната характеристика е «твърда»: скоростта се променя малко при всички стойности на товара. Голям стартов ток (5-7 пъти номиналния). Контролирането на оборотите е трудно и почти никога не е било правено досега.
Произвеждат се многоскоростни електродвигатели, които се използват в задвижвания на металорежещи машини и различни агрегати, които нямат специални устройства за промяна на скоростта. Те се произвеждат с ротор с катеричка, две, три и четири скорости, с превключване на броя на полюсите на намотката на статора.
Основният недостатък на асинхронните електродвигатели е Коефициент на мощност (cos phi) винаги е забележимо по -малко от едно, особено при недотоварване.
В момента проблемите, свързани с голям стартов ток на асинхронни трифазни електродвигатели, се решават с помощтамеки предястия (плавни стартери), а проблемите с регулирането на скоростта се решават чрез свързване на електрически двигатели чрезчестотни преобразуватели.
Предимствата на асинхронните електродвигатели, които осигуриха толкова широко и широко приложение, са следните:
-
високи икономически резултати. Ефективността на електродвигателите за масово използване е в диапазона от 0,8-7-0,9, за големи машини-до 0,95 и повече;
-
простота на дизайна, механична надеждност, лекота на управление;
-
възможността за освобождаване до всеки практически необходим капацитет;
-
лесна приложимост на конструктивните форми на двигателя към експлоатационни условия: при повишени температури, монтаж на открито и излагане на различни климатични фактори, при наличие на прах или висока влажност, при експлозивни условия и др.
-
простота на автоматичното управление, както като една работна машина, така и група от тях, свързани чрез един производствен процес.
Асинхронни трифазни електродвигатели с плъзгащи пръстени и стартиране на реостат
В сравнение с късо съединение — по -голяма сложност на контролите и висока цена. Останалите характеристики са същите като при асинхронните трифазни електродвигатели с ротор с катеричка.
Асинхронни еднофазни електродвигатели
В сравнение с трифазен — по -ниска ефективност, по -ниска cos phi. Те се произвеждат само в малки единични мощности.
Устройството и принципът на действие на асинхронните електродвигатели
Многоскоростни двигатели и тяхното използване
Синхронни двигатели
Структурно по -сложни и по -скъпи от асинхронните; по -трудно за управление. Ефективността е значително по -висока от тази на асинхронните. Оборотите зависят само от честотата на тока и при постоянна честота са строго непроменени за всички товари. Контролът на скоростта не се прилага. Основното предимство е възможността за работа с cos phi = 1 и в капацитивен режим. Те се произвеждат и използват главно в единични мощности над 100 kW.
Как да различим синхронен двигател от асинхронен двигател
Методи и схеми за стартиране на синхронни двигатели
Двигатели с променлив ток
Основното предимство е добрият контрол на скоростта. Структурно сложен. Наличието на колектор и четки влияе върху надеждността на електродвигателя и изисква тяхната специална поддръжка.
Електродвигатели с постоянен ток, последователно, паралелно и смесено възбуждане
Структурно е много по -сложно и много по -скъпо от асинхронното. Те са по -трудни за контрол и изискват постоянен оперативен надзор. Основното предимство е лесната възможност за плавно и в доста широк диапазон на контрол на скоростта.
Механичните характеристики на серийните двигатели са «меки»: скоростта се променя много чувствително с товара, скоростта на шунтиращия двигател се променя малко при колебания на натоварването.
Често срещан недостатък на DC двигателите е необходимостта от допълнителни устройства за получаване на постоянен ток (магнитни усилватели, тиристорни регулатори на напрежението и др.).
Устройство с постоянен двигател
Устройството и принципът на действие на съвременните безчеткови DC двигатели
Електродвигатели на автоматични системи за управление: стъпкови двигатели и серво.
Каква е разликата между серво задвижване и стъпков двигател
В рамките на избрания тип двигателят се избира за необходимата скорост на въртене и необходимата мощност.
Правилният избор на двигател от гледна точка на мощността е много важен, влияещ значително върху икономическите показатели и производителността на работещите машини.
Резултатът от надценяването на инсталираната мощност на двигателите ще бъде работа с намалени стойности на КПД, а за променливотокови асинхронни двигатели и с намалени стойности на cos phi, в допълнение, капиталовите инвестиции за електрическо оборудване ще бъдат надценени.
Подценяването на мощността неизбежно ще доведе до факта, че двигателят ще се прегрее и бързо ще се повреди.
Колкото по -голямо е натоварването на двигателя, толкова по -голямо е количеството топлина, генерирано в колата, което означава, че колкото по -висока е температурата, при която ще се установи термично равновесие.
При проектирането на електрически машини най -чувствителният към температурата елемент, който определя товароносимостта на машината, е изолацията на намотките.
Всички загуби на енергия в двигателя — в неговите намотки («загуби на мед»), в магнитни вериги («загуби на стомана»), при триене на въртящи се части срещу въздух и в лагери, при вентилация («механични загуби») се преобразуват в топлина.
Според сегашните стандарти температурата на нагряване на изолационните материали, които обикновено се използват за намотки на електрически машини (изолационни материали от клас А), не трябва да надвишава 95 ° C. При тази температура двигателят може да работи надеждно около 20 години.
Всяко повишаване на температурата над 95 ° C води до ускорено износване на изолацията. Така, при температура 110 ° C, експлоатационният живот ще намалее до 5 години, при температура 145 ° C (което може да се постигне чрез увеличаване на силата на тока в сравнение с номиналната, само с 25%), изолацията ще да бъдат унищожени за 1,5 месеца, а при температура от 225 ° С (което съответства на увеличение на силата на тока с 50%) изолацията на намотката ще стане неизползваема в рамките на 3 часа.
Какво определя експлоатационния живот на електродвигателите
Изборът на двигателя по отношение на мощността се извършва в зависимост от естеството на натоварването, създадено от задвижвания механизъм. Ако натоварването е равномерно, което се случва в задвижването на помпи, вентилатори, двигателят се приема с номинална мощност, равна на товара.
Въпреки това, много по -често графикът на натоварване на двигателя е неравномерен: увеличаването на натоварването се редува с спадове, до празен ход. В тези случаи двигателят се избира с номинална мощност, по -ниска от максималното натоварване, тъй като по време на периоди на намалено натоварване (или спиране) двигателят ще се охлади.
Разработени са методи за избор на мощност на двигателя в съответствие с графика на неговото натоварване, т.е. с режима на работа на задвижвания механизъм. Те са очертани в специални ръководства.
Избор на електродвигатели за оборудване с различни видове натоварване и режими на работа
Избор на електрическо оборудване според техническите характеристики