Σύγκριση διαφορετικών τύπων ηλεκτροκινητήρων (ποια είναι η διαφορά), χαρακτηριστικά, πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα, χαρακτηριστικά χρήσης τους
Οι σχεδιαστικές δυνατότητες των ηλεκτροκινητήρων εγγυώνται την εκπλήρωση διαφόρων απαιτήσεων — όσον αφορά την ισχύ, τα μηχανικά χαρακτηριστικά και τις εξωτερικές συνθήκες εργασίας. Αυτό επιτρέπει στην ηλεκτροτεχνική βιομηχανία να παράγει εξειδικευμένες σειρές κινητήρων που προορίζονται για ορισμένες βιομηχανίες, που ανταποκρίνονται πλήρως στον τρόπο λειτουργίας αυτών των μηχανών εργασίας.
Η επιλογή ενός ηλεκτροκινητήρα ξεκινά με την επιλογή του τύπου κινητήρα που αντιστοιχεί στα μηχανικά χαρακτηριστικά του τρόπου λειτουργίας του μηχανισμού μετάδοσης κίνησης, λαμβάνοντας υπόψη τα οικονομικά χαρακτηριστικά των διαφόρων τύπων: τιμή, απόδοση, cos phi.
Η ηλεκτρική βιομηχανία παράγει τους ακόλουθους τύπους ηλεκτροκινητήρων:
Ασύγχρονοι τριφασικοί κινητήρες σκίουρου-κλουβιού
Από όλους τους τύπους ηλεκτροκινητήρων, είναι οι απλούστεροι στη σχεδίαση, μηχανικά αξιόπιστοι, εύκολοι στη λειτουργία και τον έλεγχο και οι φθηνότεροι. Το μηχανικό χαρακτηριστικό είναι «άκαμπτο»: η ταχύτητα αλλάζει ελάχιστα σε όλες τις τιμές φορτίου.Μεγάλο ρεύμα εκκίνησης (5-7 φορές το ονομαστικό). Ο έλεγχος των στροφών είναι δύσκολος και δεν έχει γίνει σχεδόν ποτέ πριν.
Παράγονται ηλεκτροκινητήρες πολλαπλών ταχυτήτων, οι οποίοι χρησιμοποιούνται σε κινήσεις μηχανών κοπής μετάλλων και σε διάφορες μονάδες που δεν διαθέτουν ειδικές συσκευές αλλαγής ταχύτητας. Παράγονται με ρότορα κλωβού σκίουρου, δύο, τριών και τεσσάρων ταχυτήτων, με μεταγωγή του αριθμού των πόλων της περιέλιξης του στάτορα.
Το κύριο μειονέκτημα των ασύγχρονων ηλεκτροκινητήρων είναι Συντελεστής ισχύος (cos phi) είναι πάντα αισθητά μικρότερο από ένα, ειδικά υπό φορτίο.
Επί του παρόντος, τα προβλήματα που σχετίζονται με ένα μεγάλο ρεύμα εκκίνησης ασύγχρονων τριφασικών ηλεκτροκινητήρων επιλύονται με τη βοήθειαsoft starters (μαλακοί εκκινητές) και τα προβλήματα ελέγχου ταχύτητας επιλύονται με τη σύνδεση ηλεκτρικών κινητήρωνμετατροπείς συχνότητας.
Τα πλεονεκτήματα των ασύγχρονων ηλεκτροκινητήρων, που έχουν προσφέρει μια τόσο ευρεία και διαδεδομένη εφαρμογή, είναι τα εξής:
-
υψηλά οικονομικά αποτελέσματα. Η απόδοση των ηλεκτρικών κινητήρων για μαζική χρήση κυμαίνεται από 0,8-7-0,9, για μεγάλες μηχανές - έως 0,95 και άνω.
-
απλότητα σχεδιασμού, μηχανική αξιοπιστία, ευκολία διαχείρισης.
-
τη δυνατότητα απελευθέρωσης σε οποιαδήποτε πρακτικά αναγκαία χωρητικότητα·
-
εύκολη εφαρμογή των δομικών μορφών του κινητήρα σε συνθήκες λειτουργίας: σε υψηλές θερμοκρασίες, εγκατάσταση σε εξωτερικό χώρο και έκθεση σε διάφορους κλιματικούς παράγοντες, παρουσία σκόνης ή υψηλής υγρασίας, σε εκρηκτικές συνθήκες κ.λπ.
-
απλότητα αυτόματου ελέγχου, τόσο ως ενιαία μηχανή εργασίας όσο και ως ομάδα από αυτά που συνδέονται με μια ενιαία διαδικασία παραγωγής.
Ασύγχρονοι τριφασικοί ηλεκτροκινητήρες με δακτυλίους ολίσθησης και εκκίνηση ρεοστάτη
Σε σύγκριση με βραχυκύκλωμα — μεγαλύτερη πολυπλοκότητα χειριστηρίων και υψηλό κόστος. Τα υπόλοιπα χαρακτηριστικά είναι τα ίδια όπως για τους ασύγχρονους τριφασικούς ηλεκτρικούς κινητήρες με ρότορα κλωβού σκίουρου.
Ασύγχρονοι μονοφασικοί ηλεκτροκινητήρες
Σε σύγκριση με το τριφασικό — χαμηλότερη απόδοση, χαμηλότερο cos phi. Παράγονται μόνο σε μικρές χωρητικότητες μονάδας.
Η συσκευή και η αρχή λειτουργίας των ασύγχρονων ηλεκτροκινητήρων
Κινητήρες πολλαπλών ταχυτήτων και η χρήση τους
Σύγχρονοι κινητήρες
Δομικά πιο περίπλοκο και πιο ακριβό από το ασύγχρονο. πιο δύσκολο στη διαχείριση. Η απόδοση είναι σημαντικά υψηλότερη από αυτή των ασύγχρονων. Οι στροφές εξαρτώνται μόνο από τη συχνότητα του ρεύματος και σε σταθερή συχνότητα είναι αυστηρά αμετάβλητες για όλα τα φορτία. Ο έλεγχος ταχύτητας δεν ισχύει. Το κύριο πλεονέκτημα είναι η δυνατότητα εργασίας με cos phi = 1 και σε χωρητική λειτουργία. Παράγονται και χρησιμοποιούνται κυρίως σε μονάδες ισχύος άνω των 100 kW.
Πώς να διακρίνετε έναν σύγχρονο κινητήρα από έναν επαγωγικό κινητήρα
Μέθοδοι και σχήματα εκκίνησης σύγχρονων κινητήρων
κινητήρες AC
Το κύριο πλεονέκτημα είναι ο καλός έλεγχος ταχύτητας. Δομικά πολύπλοκο. Η παρουσία συλλέκτη και βουρτσών επηρεάζει την αξιοπιστία του ηλεκτροκινητήρα και απαιτεί την ειδική συντήρησή τους.
Ηλεκτροκινητήρες με συνεχές ρεύμα, σειρά, παράλληλη και μικτή διέγερση
Δομικά, είναι πολύ πιο περίπλοκο και πολύ πιο ακριβό από το ασύγχρονο. Είναι πιο δύσκολο να ελεγχθούν και απαιτούν συνεχή λειτουργική επίβλεψη. Το κύριο πλεονέκτημα είναι η εύκολη δυνατότητα ομαλού και σε αρκετά μεγάλο εύρος ελέγχου ταχύτητας.
Τα μηχανικά χαρακτηριστικά των κινητήρων σειράς είναι «μαλακά»: η ταχύτητα αλλάζει πολύ ευαίσθητα με το φορτίο, η ταχύτητα του κινητήρα διακλάδωσης αλλάζει ελάχιστα με τις διακυμάνσεις του φορτίου.
Ένα κοινό μειονέκτημα των κινητήρων συνεχούς ρεύματος είναι η ανάγκη για πρόσθετες συσκευές για τη λήψη συνεχούς ρεύματος (μαγνητικοί ενισχυτές, ρυθμιστές τάσης θυρίστορ κ.λπ.).
Συσκευή κινητήρα συνεχούς ρεύματος
Η συσκευή και η αρχή λειτουργίας των σύγχρονων κινητήρων συνεχούς ρεύματος χωρίς ψήκτρες
Ηλεκτροκινητήρες συστημάτων αυτόματου ελέγχου: βηματικούς κινητήρες και σερβομηχανές.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ενός σερβοκινητήρα και ενός βηματικού κινητήρα
Μέθοδοι ελέγχου σερβομηχανισμού
Μέσα στον επιλεγμένο τύπο, ο κινητήρας επιλέγεται για την απαιτούμενη ταχύτητα περιστροφής και την απαιτούμενη ισχύ.
Η σωστή επιλογή κινητήρα από την άποψη της ισχύος είναι πολύ σημαντική, επηρεάζοντας σημαντικά τους οικονομικούς δείκτες και την παραγωγικότητα των μηχανημάτων εργασίας.
Το αποτέλεσμα της υπερεκτίμησης της εγκατεστημένης ισχύος των κινητήρων θα είναι η λειτουργία με μειωμένες τιμές απόδοσης και για τους επαγωγικούς κινητήρες AC με μειωμένες τιμές cos phι, επιπλέον, η επένδυση κεφαλαίου για ηλεκτρικό εξοπλισμό θα υπερεκτιμηθεί.
Η υποτίμηση της ισχύος θα οδηγήσει αναπόφευκτα στο γεγονός ότι ο κινητήρας θα υπερθερμανθεί και θα αποτύχει γρήγορα.
Όσο μεγαλύτερο είναι το φορτίο στον κινητήρα, τόσο μεγαλύτερη είναι η ποσότητα θερμότητας που παράγεται στο αυτοκίνητο, δηλαδή όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία στην οποία θα καθίσει θερμική ισορροπία.
Στο σχεδιασμό των ηλεκτρικών μηχανών, το πιο ευαίσθητο στη θερμοκρασία στοιχείο που καθορίζει την ικανότητα φόρτωσης του μηχανήματος είναι η μόνωση των περιελίξεων.
Όλες οι απώλειες ενέργειας στον κινητήρα — στις περιελίξεις του («απώλειες χαλκού»), στα μαγνητικά κυκλώματα («απώλειες χάλυβα»), στην τριβή περιστρεφόμενων μερών έναντι του αέρα και στα ρουλεμάν, στον αερισμό («μηχανικές απώλειες») μετατρέπονται σε θερμότητα .
Σύμφωνα με τα τρέχοντα πρότυπα, η θερμοκρασία θέρμανσης των μονωτικών υλικών που χρησιμοποιούνται συνήθως για περιελίξεις ηλεκτρικών μηχανών (μονωτικά υλικά κατηγορίας Α) δεν πρέπει να υπερβαίνει τους 95 ° C. Σε αυτή τη θερμοκρασία, ο κινητήρας μπορεί να λειτουργήσει αξιόπιστα για περίπου 20 χρόνια.
Οποιαδήποτε αύξηση της θερμοκρασίας πάνω από 95 ° C οδηγεί σε επιταχυνόμενη φθορά της μόνωσης. Έτσι, σε θερμοκρασία 110 ° C, η διάρκεια ζωής θα μειωθεί σε 5 χρόνια, σε θερμοκρασία 145 ° C (η οποία μπορεί να επιτευχθεί αυξάνοντας την τρέχουσα αντοχή σε σύγκριση με την ονομαστική, μόνο κατά 25%), η μόνωση θα να καταστραφεί για 1,5 μήνα και σε θερμοκρασία 225 ° C (που αντιστοιχεί σε αύξηση της ισχύος ρεύματος κατά 50%) η μόνωση του πηνίου θα καταστεί άχρηστη μέσα σε 3 ώρες.
Τι καθορίζει τη διάρκεια ζωής των ηλεκτροκινητήρων
Η επιλογή του κινητήρα ως προς την ισχύ γίνεται ανάλογα με τη φύση του φορτίου που δημιουργείται από τον μηχανισμό κίνησης. Εάν το φορτίο είναι ομοιόμορφο, κάτι που συμβαίνει στην κίνηση των αντλιών, των ανεμιστήρων, ο κινητήρας λαμβάνεται με ονομαστική ισχύ ίση με το φορτίο.
Ωστόσο, πολύ πιο συχνά, το χρονοδιάγραμμα φορτίου του κινητήρα είναι ανομοιόμορφο: οι αυξήσεις του φορτίου εναλλάσσονται με μειώσεις, μέχρι το ρελαντί. Σε αυτές τις περιπτώσεις, ο κινητήρας επιλέγεται με ονομαστική ισχύ χαμηλότερη από το μέγιστο φορτίο, επειδή σε περιόδους μειωμένου φορτίου (ή φρεναρίσματος) ο κινητήρας θα κρυώσει.
Έχουν αναπτυχθεί μέθοδοι για την επιλογή της ισχύος του κινητήρα σύμφωνα με το πρόγραμμα φορτίου του, π.χ. με τον τρόπο λειτουργίας του μηχανισμού κίνησης. Αυτά περιγράφονται σε ειδικούς οδηγούς.
Επιλογή ηλεκτροκινητήρων για εξοπλισμό με διαφορετικούς τύπους φορτίου και τρόπους λειτουργίας
Επιλογή ηλεκτρολογικού εξοπλισμού σύμφωνα με τεχνικά χαρακτηριστικά