Sammenligning af forskellige typer elektriske motorer (hvad er forskellen), egenskaber, fordele og ulemper, egenskaber ved deres brug
Designmulighederne for elektriske motorer garanterer opfyldelsen af forskellige krav - med hensyn til effekt, mekaniske egenskaber og eksterne arbejdsforhold. Dette gør det muligt for den elektrotekniske industri at producere specialiserede serier af motorer beregnet til visse industrier, som mest svarer til disse arbejdsmaskiners driftsmåde.
Valget af en elektrisk motor begynder med valget af den type motor, der svarer til de mekaniske egenskaber for drivmekanismens driftstilstand, under hensyntagen til de økonomiske egenskaber for de forskellige typer: pris, effektivitet, cos phi.
Den elektriske industri producerer følgende typer elektriske motorer:
Asynkrone trefasede egern-burmotorer
Af alle typer elektriske motorer er de de enkleste i design, mekanisk pålidelige, nemme at betjene og kontrollere og de billigste. Den mekaniske karakteristik er «stiv»: hastigheden ændrer sig lidt ved alle belastningsværdier.Stor startstrøm (5-7 gange nominel). Det er svært at styre omdrejninger og er næsten aldrig blevet gjort før.
Der produceres multi-speed elektriske motorer, som bruges i drev af metalskæremaskiner og forskellige enheder, der ikke har specielle enheder til at ændre hastigheden. De er produceret med en egern-burrotor, to, tre og fire hastigheder, med omskiftning af antallet af poler i statorviklingen.
Den største ulempe ved asynkrone elektriske motorer er Magtfaktor (cos phi) er altid mærkbart mindre end én, især under belastning.
I øjeblikket løses problemerne forbundet med en stor startstrøm af asynkrone trefasede elektriske motorer med hjælpbløde startere (bløde startere), og hastighedsreguleringsproblemer løses ved at tilslutte elmotorer igennemfrekvensomformere.
Fordelene ved asynkrone elektriske motorer, som har givet en så bred og udbredt anvendelse, er som følger:
-
høje økonomiske resultater. Effektiviteten af elektriske motorer til massebrug er i området 0,8-7-0,9, for store maskiner - op til 0,95 og mere;
-
enkelhed i design, mekanisk pålidelighed, nem styring;
-
muligheden for frigivelse til enhver praktisk nødvendig kapacitet;
-
let anvendelighed af motorens strukturelle former til driftsforhold: ved forhøjede temperaturer, udendørs installation og udsættelse for forskellige klimatiske faktorer, ved tilstedeværelse af støv eller høj luftfugtighed, under eksplosive forhold osv.
-
enkelhed af automatisk kontrol, både som en enkelt arbejdsmaskine og en gruppe af dem forbundet af en enkelt produktionsproces.
Asynkrone trefasede elmotorer med slæberinge og rheostatstart
Sammenlignet med en kortslutning — større kompleksitet af kontroller og høje omkostninger. Resten af egenskaberne er de samme som for asynkrone trefasede elektriske motorer med en egern-burrotor.
Asynkrone enfasede elmotorer
Sammenlignet med trefaset — lavere effektivitet, lavere cos phi. De produceres kun i små enhedskapaciteter.
Enheden og princippet om drift af asynkrone elektriske motorer
Multi-speed motorer og deres anvendelse
Synkrone motorer
Strukturelt mere kompleks og dyrere end asynkron; sværere at styre. Effektiviteten er betydeligt højere end for asynkrone. Omdrejningerne afhænger kun af strømmens frekvens og er ved en konstant frekvens strengt uændrede for alle belastninger. Hastighedskontrol gælder ikke. Den største fordel er muligheden for at arbejde med cos phi = 1 og i kapacitiv tilstand. De produceres og bruges hovedsageligt i enhedskapaciteter over 100 kW.
Sådan skelnes en synkronmotor fra en induktionsmotor
Metoder og skemaer til start af synkronmotorer
AC motorer
Den største fordel er god fartkontrol. Strukturelt kompleks. Tilstedeværelsen af en opsamler og børster påvirker pålideligheden af den elektriske motor og kræver deres særlige vedligeholdelse.
Elektriske motorer med jævnstrøm, serie, parallel og blandet excitation
Strukturelt er det meget mere komplekst og meget dyrere end asynkront. De er sværere at kontrollere og kræver konstant driftstilsyn. Den største fordel er den lette evne til jævn og i et ret bredt udvalg af hastighedskontrol.
De mekaniske egenskaber ved seriemotorer er «bløde»: hastigheden ændrer sig meget følsomt med belastningen, hastigheden af shuntmotoren ændres kun lidt med belastningsudsving.
En almindelig ulempe ved DC-motorer er behovet for yderligere enheder for at opnå jævnstrøm (magnetiske forstærkere, tyristorspændingsregulatorer osv.).
Enheden og princippet om drift af moderne børsteløse DC-motorer
Elektriske motorer til automatiske styresystemer: stepmotorer og servo.
Hvad er forskellen mellem et servodrev og en stepmotor
Inden for den valgte type vælges motoren til den påkrævede omdrejningshastighed og påkrævede effekt.
Det rigtige valg af motor fra et kraftsynspunkt er meget vigtigt, hvilket i høj grad påvirker de økonomiske indikatorer og produktiviteten af arbejdsmaskinerne.
Resultatet af at overvurdere den installerede effekt af motorer vil være drift med reducerede effektivitetsværdier, og for AC-induktionsmotorer med reducerede cos phi-værdier vil kapitalinvesteringer til elektrisk udstyr desuden blive overvurderet.
At undervurdere kraften vil uundgåeligt føre til, at motoren vil overophedes og hurtigt svigte.
Jo større belastningen på motoren er, jo større mængde varme genereres der i bilen, hvilket betyder, jo højere temperatur vil den sætte sig ved. termisk ligevægt.
I design af elektriske maskiner er det mest temperaturfølsomme element, der bestemmer maskinens belastningskapacitet, isoleringen af viklingerne.
Alle energitab i motoren - i dens viklinger ("kobbertab"), i magnetiske kredsløb ("ståltab"), i friktion af roterende dele mod luft og i lejer, i ventilation ("mekaniske tab") omdannes til varme .
Ifølge de nuværende standarder bør opvarmningstemperaturen af de isoleringsmaterialer, der almindeligvis anvendes til viklinger af elektriske maskiner (isoleringsmaterialer i klasse A), ikke overstige 95 ° C. Ved denne temperatur kan motoren fungere pålideligt i omkring 20 år.
Enhver stigning i temperaturen over 95 ° C fører til accelereret slid på isoleringen. Ved en temperatur på 110°C vil levetiden således falde til 5 år, ved en temperatur på 145°C (hvilket kan opnås ved at øge strømstyrken i forhold til den nominelle, med kun 25%), vil isoleringen ødelægges i 1,5 måned, og ved en temperatur på 225°C (hvilket svarer til en stigning i strømstyrken med 50%) vil spolens isolering blive ubrugelig inden for 3 timer.
Hvad bestemmer levetiden for elektriske motorer
Valget af motor med hensyn til effekt er lavet afhængigt af arten af belastningen skabt af drivmekanismen. Hvis belastningen er ensartet, hvilket sker i drevet af pumper, ventilatorer, tages motoren med en mærkeeffekt svarende til belastningen.
Men meget oftere er motorbelastningsplanen ujævn: belastningsstigninger skifter med fald, indtil tomgang. I disse tilfælde vælges motoren med en mærkeeffekt, der er lavere end den maksimale belastning, fordi motoren i perioder med reduceret belastning (eller bremsning) vil køle af.
Der er udviklet metoder til at vælge motoreffekt i overensstemmelse med dens belastningsplan, dvs. med drivmekanismens driftstilstand. Disse er beskrevet i særlige vejledninger.
Udvalg af elmotorer til udstyr med forskellige typer belastning og driftstilstande