Porovnanie rôznych typov elektromotorov (aký je rozdiel), vlastnosti, výhody a nevýhody, vlastnosti ich použitia
Konštrukčné možnosti elektromotorov zaručujú splnenie rôznych požiadaviek — z hľadiska výkonu, mechanických vlastností a vonkajších pracovných podmienok. To umožňuje elektrotechnickému priemyslu vyrábať špecializované série motorov určených pre určité priemyselné odvetvia, ktoré najviac zodpovedajú prevádzkovému režimu týchto pracovných strojov.
Výber elektromotora začína výberom typu motora zodpovedajúceho mechanickým charakteristikám prevádzkového režimu hnacieho mechanizmu, berúc do úvahy ekonomické vlastnosti rôznych typov: cena, účinnosť, cos phi.
Elektrotechnický priemysel vyrába tieto typy elektromotorov:
Asynchrónne trojfázové motory s kotvou nakrátko
Zo všetkých typov elektromotorov sú konštrukčne najjednoduchšie, mechanicky spoľahlivé, ľahko ovládateľné a ovládateľné a najlacnejšie. Mechanická charakteristika je „tuhá“: rýchlosť sa mení len málo pri všetkých hodnotách zaťaženia.Veľký štartovací prúd (5-7 krát menovitý). Ovládanie otáčok je náročné a doteraz sa to takmer nikdy nerobilo.
Vyrábajú sa viacrýchlostné elektromotory, ktoré sa používajú v pohonoch kovoobrábacích strojov a rôznych agregátov, ktoré nemajú špeciálne zariadenia na zmenu rýchlosti. Vyrábajú sa s rotorom nakrátko, dvoj, troj a štvorrýchlostný, s prepínaním počtu pólov vinutia statora.
Hlavnou nevýhodou asynchrónnych elektromotorov je Účiník (cos phi) je vždy výrazne menej ako jedna, najmä pri zaťažení.
V súčasnosti sa s pomocou riešia problémy spojené s veľkým rozbehovým prúdom asynchrónnych trojfázových elektromotorovmäkké štartéry (softštartéry) a problémy s reguláciou otáčok sa riešia pripojením elektromotorov cezfrekvenčné meniče.
Výhody asynchrónnych elektromotorov, ktoré poskytujú také široké a široké uplatnenie, sú nasledovné:
-
vysoké ekonomické výsledky. Účinnosť elektromotorov pre hromadné použitie je v rozmedzí 0,8-7-0,9, pre veľké stroje - až 0,95 a viac;
-
jednoduchosť dizajnu, mechanická spoľahlivosť, jednoduchosť riadenia;
-
možnosť uvoľnenia na akúkoľvek prakticky potrebnú kapacitu;
-
ľahká aplikovateľnosť konštrukčných foriem motora na prevádzkové podmienky: pri zvýšených teplotách, vonkajšia inštalácia a vystavenie rôznym klimatickým faktorom, v prítomnosti prachu alebo vysokej vlhkosti, vo výbušných podmienkach atď.
-
jednoduchosť automatického riadenia, a to ako jedného pracovného stroja, tak aj ich skupiny prepojených jedným výrobným procesom.
Asynchrónne trojfázové elektromotory so zbernými krúžkami a reostatovým štartovaním
V porovnaní so skratom — väčšia zložitosť ovládacích prvkov a vysoké náklady. Ostatné charakteristiky sú rovnaké ako u asynchrónnych trojfázových elektromotorov s rotorom nakrátko.
Asynchrónne jednofázové elektromotory
V porovnaní s trojfázovým — nižšia účinnosť, nižší cos phi. Vyrábajú sa len v malých jednotkových kapacitách.
Zariadenie a princíp činnosti asynchrónnych elektromotorov
Viacrýchlostné motory a ich použitie
Synchrónne motory
Štrukturálne zložitejšie a drahšie ako asynchrónne; ťažšie zvládnuteľné. Účinnosť je výrazne vyššia ako u asynchrónnych. Otáčky závisia iba od frekvencie prúdu a pri konštantnej frekvencii sú prísne nezmenené pre všetky záťaže. Regulácia rýchlosti neplatí. Hlavnou výhodou je možnosť pracovať s cos phi = 1 a v kapacitnom režime. Vyrábajú sa a používajú najmä v jednotkových výkonoch nad 100 kW.
Ako rozlíšiť synchrónny motor od indukčného motora
Metódy a schémy spúšťania synchrónnych motorov
AC motory
Hlavnou výhodou je dobrá regulácia rýchlosti. Štrukturálne zložité. Prítomnosť zberača a kief ovplyvňuje spoľahlivosť elektromotora a vyžaduje si ich špeciálnu údržbu.
Elektromotory s jednosmerným, sériovým, paralelným a zmiešaným budením
Štrukturálne je to oveľa zložitejšie a oveľa drahšie ako asynchrónne. Sú náročnejšie na ovládanie a vyžadujú neustály prevádzkový dozor. Hlavnou výhodou je ľahká možnosť plynule a v dosť širokom rozsahu regulácie otáčok.
Mechanické charakteristiky sériových motorov sú «mäkké»: otáčky sa menia veľmi citlivo so záťažou, otáčky bočného motora sa menia len málo s kolísaním záťaže.
Spoločnou nevýhodou jednosmerných motorov je potreba ďalších zariadení na získanie jednosmerného prúdu (magnetické zosilňovače, tyristorové regulátory napätia atď.).
Zariadenie s jednosmerným motorom
Zariadenie a princíp činnosti moderných bezkomutátorových jednosmerných motorov
Elektromotory automatických riadiacich systémov: krokové motory a servo.
Aký je rozdiel medzi servopohonom a krokovým motorom
V rámci zvoleného typu sa zvolí motor pre požadovanú rýchlosť otáčania a požadovaný výkon.
Veľmi dôležitý je správny výber motora z hľadiska výkonu, ktorý výrazne ovplyvňuje ekonomické ukazovatele a produktivitu pracovných strojov.
Výsledkom nadhodnotenia inštalovaného výkonu motorov bude prevádzka so zníženými hodnotami účinnosti a pri striedavých indukčných motoroch so zníženými hodnotami cos phi budú navyše nadhodnotené kapitálové investície do elektrických zariadení.
Podcenenie výkonu nevyhnutne povedie k tomu, že sa motor prehreje a rýchlo zlyhá.
Čím väčšie je zaťaženie motora, tým väčšie je množstvo tepla generovaného v aute, čo znamená, že tým vyššia je teplota, pri ktorej sa usadí. tepelná rovnováha.
Pri konštrukcii elektrických strojov je teplotne najcitlivejším prvkom, ktorý určuje nosnosť stroja, izolácia vinutí.
Všetky straty energie v motore — v jeho vinutí („straty medi“), v magnetických obvodoch („straty ocele“), pri trení rotujúcich častí o vzduch a v ložiskách, vo ventilácii („mechanické straty“) sa premieňajú na teplo .
Podľa súčasných noriem by teplota ohrevu izolačných materiálov bežne používaných na vinutia elektrických strojov (izolačné materiály triedy A) nemala presiahnuť 95 °C. Pri tejto teplote môže motor spoľahlivo fungovať asi 20 rokov.
Akékoľvek zvýšenie teploty nad 95 ° C vedie k zrýchlenému opotrebovaniu izolácie. Pri teplote 110 °C sa teda životnosť zníži na 5 rokov, pri teplote 145 °C (čo sa dá dosiahnuť zvýšením prúdovej pevnosti oproti nominálnej, len o 25 %) sa izolácia zníži zničené po dobu 1,5 mesiaca a pri teplote 225 °C (čo zodpovedá zvýšeniu prúdovej sily o 50 %) sa izolácia cievky stane nepoužiteľnou do 3 hodín.
Čo určuje životnosť elektromotorov
Voľba motora z hľadiska výkonu sa vykonáva v závislosti od charakteru zaťaženia vytvoreného hnacím mechanizmom. Ak je zaťaženie rovnomerné, čo sa deje pri pohone čerpadiel, ventilátorov, motor sa odoberá s menovitým výkonom rovným zaťaženiu.
Oveľa častejšie je však rozvrh zaťaženia motora nerovnomerný: zvýšenie zaťaženia sa strieda so znížením až do voľnobehu. V týchto prípadoch sa volí motor s menovitým výkonom nižším ako je maximálne zaťaženie, pretože počas obdobia zníženého zaťaženia (alebo brzdenia) sa motor ochladí.
Boli vyvinuté metódy na výber výkonu motora v súlade s jeho rozvrhom zaťaženia, t.j. s prevádzkovým režimom hnacieho mechanizmu. Tieto sú uvedené v špeciálnych príručkách.
Výber elektromotorov pre zariadenia s rôznymi typmi zaťaženia a prevádzkových režimov
Výber elektrického zariadenia podľa technických charakteristík
Výber schémy zapojenia fáz elektromotora - spojenie vinutí s hviezdou a trojuholníkom