การเปรียบเทียบมอเตอร์ไฟฟ้าประเภทต่างๆ (ความแตกต่างคืออะไร) ลักษณะ ข้อดีและข้อเสีย ลักษณะการใช้งาน

ความเป็นไปได้ในการออกแบบมอเตอร์ไฟฟ้ารับประกันการปฏิบัติตามข้อกำหนดต่างๆ ทั้งในด้านกำลัง ลักษณะทางกล และสภาพการทำงานภายนอก สิ่งนี้ทำให้อุตสาหกรรมเทคนิคไฟฟ้าสามารถผลิตชุดมอเตอร์เฉพาะสำหรับอุตสาหกรรมบางประเภท ซึ่งส่วนใหญ่สอดคล้องกับโหมดการทำงานของเครื่องจักรทำงานเหล่านี้

การเลือกมอเตอร์ไฟฟ้าเริ่มต้นด้วยการเลือกประเภทของมอเตอร์ที่สอดคล้องกับลักษณะทางกลของโหมดการทำงานของกลไกขับเคลื่อน โดยคำนึงถึงลักษณะทางเศรษฐกิจของประเภทต่างๆ ได้แก่ ราคา ประสิทธิภาพ cos phi

อุตสาหกรรมไฟฟ้าผลิตมอเตอร์ไฟฟ้าประเภทต่อไปนี้:

มอเตอร์กรงกระรอกสามเฟสแบบอะซิงโครนัส

ในบรรดามอเตอร์ไฟฟ้าทุกประเภท มีการออกแบบที่เรียบง่ายที่สุด มีความน่าเชื่อถือทางกลไก ใช้งานและควบคุมได้ง่าย และราคาถูกที่สุด ลักษณะทางกลคือ «แข็ง»: ความเร็วเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยที่ค่าโหลดทั้งหมดกระแสไฟเริ่มต้นขนาดใหญ่ (5-7 เท่าของค่าเล็กน้อย) การควบคุมรอบทำได้ยากและแทบไม่เคยมีใครทำได้มาก่อน

มีการผลิตมอเตอร์ไฟฟ้าหลายความเร็วซึ่งใช้ในไดรฟ์ของเครื่องตัดโลหะและหน่วยต่าง ๆ ที่ไม่มีอุปกรณ์พิเศษสำหรับเปลี่ยนความเร็ว ผลิตด้วยโรเตอร์กรงกระรอก ความเร็วสอง สาม และสี่ พร้อมการสลับจำนวนขั้วของขดลวดสเตเตอร์

ข้อเสียเปรียบหลักของมอเตอร์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัสคือ ตัวประกอบกำลัง (cos phi) จะน้อยกว่าหนึ่งอย่างเห็นได้ชัดเสมอ โดยเฉพาะอย่างยิ่งภายใต้ภาระ

ขณะนี้ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับกระแสเริ่มต้นขนาดใหญ่ของมอเตอร์ไฟฟ้าสามเฟสแบบอะซิงโครนัสได้รับการแก้ไขด้วยความช่วยเหลือเริ่มอ่อน (ซอฟต์สตาร์ทเตอร์) และปัญหาการควบคุมความเร็วได้รับการแก้ไขโดยการเชื่อมต่อมอเตอร์ไฟฟ้าผ่านตัวแปลงความถี่

ข้อดีของมอเตอร์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัสซึ่งมีการใช้งานที่กว้างขวางและแพร่หลายมีดังนี้:

• ผลลัพธ์ทางเศรษฐกิจสูง ประสิทธิภาพของมอเตอร์ไฟฟ้าสำหรับการใช้งานจำนวนมากอยู่ในช่วง 0.8-7-0.9 สำหรับเครื่องจักรขนาดใหญ่ - สูงถึง 0.95 ขึ้นไป

• ความเรียบง่ายของการออกแบบ ความน่าเชื่อถือทางกล ความง่ายในการจัดการ

• ความเป็นไปได้ของการปล่อยไปยังความจุที่จำเป็นจริง ๆ

• ง่ายต่อการใช้รูปแบบโครงสร้างของเครื่องยนต์กับสภาพการทำงาน: ที่อุณหภูมิสูง การติดตั้งภายนอกอาคาร และการสัมผัสกับปัจจัยทางภูมิอากาศต่างๆ ในที่ที่มีฝุ่นหรือความชื้นสูง ในสภาวะที่มีการระเบิด ฯลฯ

• ความเรียบง่ายของการควบคุมอัตโนมัติ ทั้งแบบเครื่องจักรทำงานเครื่องเดียวและแบบกลุ่มที่เชื่อมต่อกันด้วยกระบวนการผลิตเดียว

มอเตอร์ไฟฟ้าสามเฟสแบบอะซิงโครนัสพร้อมสลิปริงและรีโอสแตตสตาร์ท

เมื่อเทียบกับไฟฟ้าลัดวงจร - ความซับซ้อนของการควบคุมที่มากขึ้นและค่าใช้จ่ายสูง ลักษณะที่เหลือเหมือนกันกับมอเตอร์ไฟฟ้าสามเฟสแบบอะซิงโครนัสที่มีโรเตอร์แบบกรงกระรอก

มอเตอร์ไฟฟ้าเฟสเดียวแบบอะซิงโครนัส

เมื่อเทียบกับแบบสามเฟส — ประสิทธิภาพต่ำกว่า, cos phi ต่ำกว่า ผลิตขึ้นในหน่วยขนาดเล็กเท่านั้น

อุปกรณ์และหลักการทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัส

ประเภทของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัส

มอเตอร์หลายความเร็วและการใช้งาน

มอเตอร์ซิงโครนัส

โครงสร้างซับซ้อนกว่าและแพงกว่าแบบอะซิงโครนัส จัดการได้ยากขึ้น ประสิทธิภาพสูงกว่าแบบอะซิงโครนัสอย่างมาก การปฏิวัติขึ้นอยู่กับความถี่ของกระแสเท่านั้นและที่ความถี่คงที่จะไม่เปลี่ยนแปลงอย่างเคร่งครัดสำหรับโหลดทั้งหมด ไม่ใช้การควบคุมความเร็ว ข้อได้เปรียบหลักคือความเป็นไปได้ในการทำงานกับ cos phi = 1 และในโหมด capacitive มีการผลิตและใช้เป็นหลักในหน่วยความจุที่สูงกว่า 100 กิโลวัตต์

วิธีแยกมอเตอร์ซิงโครนัสออกจากมอเตอร์เหนี่ยวนำ

วิธีการและโครงร่างสำหรับการสตาร์ทมอเตอร์ซิงโครนัส

มอเตอร์กระแสสลับ

ข้อได้เปรียบหลักคือการควบคุมความเร็วที่ดี โครงสร้างที่ซับซ้อน การมีตัวสะสมและแปรงส่งผลต่อความน่าเชื่อถือของมอเตอร์ไฟฟ้าและต้องมีการบำรุงรักษาเป็นพิเศษ

มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง แบบอนุกรม แบบขนาน และแบบผสม

โครงสร้างมีความซับซ้อนและมีราคาแพงกว่าอะซิงโครนัสมาก ควบคุมได้ยากกว่าและต้องการการดูแลการปฏิบัติงานอย่างต่อเนื่อง ข้อได้เปรียบหลักคือความสามารถในการควบคุมความเร็วได้อย่างราบรื่นและค่อนข้างง่าย

ลักษณะทางกลของมอเตอร์ซีรีส์คือ «อ่อน»: ความเร็วเปลี่ยนแปลงอย่างไวมากตามภาระ ความเร็วของมอเตอร์ชันต์เปลี่ยนแปลงเล็กน้อยตามความผันผวนของโหลด

ข้อเสียทั่วไปของมอเตอร์กระแสตรงคือความต้องการอุปกรณ์เพิ่มเติมเพื่อรับกระแสตรง (แอมพลิฟายเออร์แม่เหล็ก ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าไทริสเตอร์ ฯลฯ)

อุปกรณ์มอเตอร์กระแสตรง

อุปกรณ์และหลักการทำงานของมอเตอร์ DC แบบไร้แปรงถ่านสมัยใหม่

มอเตอร์ไฟฟ้าของระบบควบคุมอัตโนมัติ: สเต็ปเปอร์มอเตอร์และเซอร์โว

อะไรคือความแตกต่างระหว่างเซอร์โวไดรฟ์และสเต็ปเปอร์มอเตอร์

วิธีการควบคุมเซอร์โว

ภายในประเภทที่เลือก มอเตอร์จะถูกเลือกสำหรับความเร็วรอบที่ต้องการและกำลังที่ต้องการ

การเลือกเครื่องยนต์ที่เหมาะสมจากมุมมองของกำลังเป็นสิ่งสำคัญมาก ซึ่งส่งผลต่อตัวชี้วัดทางเศรษฐกิจและประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องจักรทำงานอย่างมาก

ผลลัพธ์ของการประเมินกำลังไฟฟ้าที่ติดตั้งของมอเตอร์สูงเกินไปจะทำงานโดยมีค่าประสิทธิภาพลดลง และสำหรับมอเตอร์เหนี่ยวนำไฟฟ้ากระแสสลับที่มีค่า cos phi ลดลง นอกจากนี้ การลงทุนสำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้าจะถูกประเมินสูงเกินไป

การประเมินพลังงานต่ำเกินไปย่อมจะนำไปสู่ความจริงที่ว่าเครื่องยนต์จะร้อนจัดและล้มเหลวอย่างรวดเร็ว

ยิ่งเครื่องยนต์มีภาระมากเท่าใด ปริมาณความร้อนที่ก่อตัวในรถยนต์ก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ซึ่งหมายถึงอุณหภูมิที่เครื่องยนต์จะจับตัวสูงขึ้น สมดุลทางความร้อน.

ในการออกแบบเครื่องใช้ไฟฟ้า องค์ประกอบที่ไวต่ออุณหภูมิมากที่สุดที่กำหนดความสามารถในการรับน้ำหนักของเครื่องคือฉนวนของขดลวด

การสูญเสียพลังงานทั้งหมดในมอเตอร์ — ในขดลวด ("การสูญเสียทองแดง") ในวงจรแม่เหล็ก ("การสูญเสียเหล็ก") ในแรงเสียดทานของชิ้นส่วนที่หมุนกับอากาศและในตลับลูกปืน ในการระบายอากาศ ("การสูญเสียทางกล") จะถูกเปลี่ยนเป็นความร้อน .

ตามมาตรฐานปัจจุบัน อุณหภูมิความร้อนของวัสดุฉนวนที่ใช้กันทั่วไปสำหรับขดลวดของเครื่องใช้ไฟฟ้า (วัสดุฉนวนคลาส A) ไม่ควรเกิน 95 °C ที่อุณหภูมินี้ มอเตอร์สามารถทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือเป็นเวลาประมาณ 20 ปี

การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิที่สูงกว่า 95 ° C จะทำให้ฉนวนสึกหรอเร็วขึ้น ดังนั้นที่อุณหภูมิ 110 ° C อายุการใช้งานจะลดลงเหลือ 5 ปีที่อุณหภูมิ 145 ° C (ซึ่งสามารถทำได้โดยการเพิ่มความแรงของกระแสไฟฟ้าเมื่อเทียบกับค่าเล็กน้อยเพียง 25%) ฉนวนจะ ถูกทำลายเป็นเวลา 1.5 เดือน และที่อุณหภูมิ 225 ° C (ซึ่งสอดคล้องกับความแรงของกระแสไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้น 50%) ฉนวนของขดลวดจะไม่สามารถใช้งานได้ภายใน 3 ชั่วโมง

อะไรเป็นตัวกำหนดอายุการใช้งานของมอเตอร์ไฟฟ้า

ทางเลือกของมอเตอร์ในแง่ของกำลังนั้นขึ้นอยู่กับลักษณะของโหลดที่สร้างโดยกลไกขับเคลื่อน หากโหลดสม่ำเสมอซึ่งเกิดขึ้นในไดรฟ์ของปั๊ม พัดลม มอเตอร์จะได้รับกำลังไฟเท่ากับโหลด

อย่างไรก็ตาม บ่อยครั้งกว่านั้น ตารางโหลดของเครื่องยนต์จะไม่สม่ำเสมอ: โหลดเพิ่มขึ้นสลับกับลดลง จนกระทั่งรอบเดินเบา ในกรณีเหล่านี้ มอเตอร์จะถูกเลือกโดยมีกำลังไฟต่ำกว่าโหลดสูงสุด เนื่องจากในช่วงที่โหลดลดลง (หรือเบรก) มอเตอร์จะเย็นลง

วิธีการต่างๆ ได้รับการพัฒนาเพื่อเลือกกำลังเครื่องยนต์ตามตารางโหลด เช่น ด้วยโหมดการทำงานของกลไกขับเคลื่อน สิ่งเหล่านี้ระบุไว้ในคำแนะนำพิเศษ

การเลือกมอเตอร์ไฟฟ้าสำหรับอุปกรณ์ที่มีโหลดและโหมดการทำงานประเภทต่างๆ

การเลือกอุปกรณ์ไฟฟ้าตามลักษณะทางเทคนิค

ทางเลือกของรูปแบบการเชื่อมต่อเฟสของมอเตอร์ไฟฟ้า - การเชื่อมต่อขดลวดกับดาวและเดลต้า