Porovnání různých typů elektromotorů (jaký je rozdíl), vlastnosti, výhody a nevýhody, vlastnosti jejich použití
Konstrukční možnosti elektromotorů zaručují splnění různých požadavků — z hlediska výkonu, mechanických vlastností a vnějších pracovních podmínek. To umožňuje elektrotechnickému průmyslu vyrábět specializované řady motorů určených pro určitá průmyslová odvětví, nejlépe odpovídající režimu provozu těchto pracovních strojů.
Výběr elektromotoru začíná výběrem typu motoru, který odpovídá mechanickým vlastnostem provozního režimu hnacího mechanismu, s ohledem na ekonomické vlastnosti různých typů: cena, účinnost, cos phi.
Elektrotechnický průmysl vyrábí následující typy elektromotorů:
Asynchronní třífázové motory s kotvou nakrátko
Ze všech typů elektromotorů jsou konstrukčně nejjednodušší, mechanicky spolehlivé, snadno se ovládají a ovládají a jsou nejlevnější. Mechanická charakteristika je „tuhá“: otáčky se při všech hodnotách zatížení mění jen málo.Velký startovací proud (5-7x jmenovitý). Ovládání otáček je obtížné a dosud se to téměř nikdy nedělalo.
Vyrábějí se vícerychlostní elektromotory, které se používají v pohonech kovoobráběcích strojů a různých agregátů, které nemají speciální zařízení pro změnu otáček. Vyrábějí se s rotorem nakrátko, dvěma, třemi a čtyřmi rychlostmi, s přepínáním počtu pólů vinutí statoru.
Hlavní nevýhodou asynchronních elektromotorů je Faktor síly (cos phi) je vždy znatelně menší než jedna, zejména při zatížení.
V současné době se s pomocí řeší problémy spojené s velkým rozběhovým proudem asynchronních třífázových elektromotorůsoftstartéry (softstartéry) a problémy s regulací rychlosti jsou řešeny připojením elektromotorů skrzfrekvenční měniče.
Výhody asynchronních elektromotorů, které poskytují tak širokou a rozšířenou aplikaci, jsou následující:
-
vysoké ekonomické výsledky. Účinnost elektromotorů pro hromadné použití je v rozmezí 0,8-7-0,9, pro velké stroje - až 0,95 a více;
-
jednoduchost designu, mechanická spolehlivost, snadná správa;
-
možnost uvolnění na jakoukoli prakticky nezbytnou kapacitu;
-
snadná použitelnost konstrukčních forem motoru v provozních podmínkách: při zvýšených teplotách, venkovní instalaci a vystavení různým klimatickým faktorům, v přítomnosti prachu nebo vysoké vlhkosti, ve výbušných podmínkách atd.
-
jednoduchost automatického řízení, a to jak jako jednoho pracovního stroje, tak jejich skupiny propojených jediným výrobním procesem.
Asynchronní třífázové elektromotory se sběracími kroužky a reostatovým spouštěním
Ve srovnání se zkratem — větší složitost ovládání a vysoké náklady. Ostatní charakteristiky jsou stejné jako u asynchronních třífázových elektromotorů s rotorem nakrátko.
Asynchronní jednofázové elektromotory
Ve srovnání s třífázovým — nižší účinnost, nižší cos phi. Vyrábějí se pouze v malých jednotkových kapacitách.
Zařízení a princip činnosti asynchronních elektromotorů
Vícerychlostní motory a jejich použití
Synchronní motory
Strukturálně složitější a dražší než asynchronní; náročnější na správu. Účinnost je výrazně vyšší než u asynchronních. Otáčky závisí pouze na frekvenci proudu a při konstantní frekvenci jsou přísně neměnné pro všechny zátěže. Regulace rychlosti neplatí. Hlavní výhodou je možnost pracovat s cos phi = 1 a v kapacitním režimu. Vyrábějí se a používají se především v jednotkových výkonech nad 100 kW.
Jak rozlišit synchronní motor od indukčního motoru
Metody a schémata spouštění synchronních motorů
AC motory
Hlavní výhodou je dobrá regulace rychlosti. Strukturálně složité. Přítomnost sběrače a kartáčů ovlivňuje spolehlivost elektromotoru a vyžaduje jejich speciální údržbu.
Elektromotory se stejnosměrným, sériovým, paralelním a smíšeným buzením
Strukturálně je mnohem složitější a mnohem dražší než asynchronní. Jsou obtížněji ovladatelné a vyžadují neustálý provozní dohled. Hlavní výhodou je snadná možnost plynule a v celkem širokém rozsahu regulace otáček.
Mechanické vlastnosti sériových motorů jsou «měkké»: otáčky se mění velmi citlivě se zátěží, otáčky bočníkového motoru se mění jen málo s kolísáním zátěže.
Společnou nevýhodou stejnosměrných motorů je nutnost přídavných zařízení pro získání stejnosměrného proudu (magnetické zesilovače, tyristorové regulátory napětí atd.).
Zařízení stejnosměrného motoru
Zařízení a princip činnosti moderních bezkomutátorových stejnosměrných motorů
Elektromotory automatických řídicích systémů: krokové motory a serva.
Jaký je rozdíl mezi servopohonem a krokovým motorem
V rámci zvoleného typu je zvolen motor pro požadovanou rychlost otáčení a požadovaný výkon.
Správná volba motoru z hlediska výkonu je velmi důležitá, výrazně ovlivňující ekonomické ukazatele a produktivitu pracovních strojů.
Výsledkem nadhodnocení instalovaného výkonu motorů bude provoz se sníženými hodnotami účinnosti a u střídavých indukčních motorů se sníženými hodnotami cos phi navíc dojde k nadhodnocení kapitálových investic do elektrozařízení.
Podcenění výkonu nevyhnutelně povede k tomu, že se motor přehřeje a rychle selže.
Čím větší je zatížení motoru, tím větší je množství tepla generovaného v autě, což znamená, že tím vyšší je teplota, při které se usadí. tepelná rovnováha.
Při konstrukci elektrických strojů je teplotně nejcitlivějším prvkem, který určuje nosnost stroje, izolace vinutí.
Veškeré energetické ztráty v motoru — v jeho vinutí („ztráty mědi“), v magnetických obvodech („ztráty oceli“), při tření rotujících částí o vzduch a v ložiskách, ve ventilaci („mechanické ztráty“) se přeměňují na teplo. .
Podle současných norem by teplota ohřevu izolačních materiálů běžně používaných pro vinutí elektrických strojů (izolační materiály třídy A) neměla překročit 95 °C. Při této teplotě může motor spolehlivě fungovat asi 20 let.
Jakékoli zvýšení teploty nad 95 °C vede k urychlenému opotřebení izolace. Při teplotě 110 °C se tedy životnost sníží na 5 let, při teplotě 145 °C (kterého lze dosáhnout zvýšením proudové pevnosti oproti jmenovité, pouze o 25 %) se izolace sníží být zničen po dobu 1,5 měsíce a při teplotě 225 °C (což odpovídá zvýšení proudové síly o 50 %) se izolace cívky stane nepoužitelnou do 3 hodin.
Co určuje životnost elektromotorů
Volba motoru z hlediska výkonu se provádí v závislosti na charakteru zatížení vytvářeného hnacím mechanismem. Pokud je zatížení rovnoměrné, což se děje u pohonu čerpadel, ventilátorů, je motor odebírán se jmenovitým výkonem rovným zatížení.
Mnohem častěji je však rozvrh zatížení motoru nerovnoměrný: zvýšení zatížení se střídá s poklesem až do volnoběhu. V těchto případech je zvolen motor s jmenovitým výkonem nižším, než je maximální zatížení, protože během období sníženého zatížení (nebo brzdění) se motor ochladí.
Byly vyvinuty metody pro výběr výkonu motoru v souladu s jeho rozvrhem zatížení, tzn. s provozním režimem hnacího mechanismu. Ty jsou popsány ve speciálních průvodcích.
Výběr elektromotorů pro zařízení s různými typy zatížení a provozními režimy
Výběr elektrických zařízení podle technických vlastností
Volba schématu zapojení fází elektromotoru — spojení vinutí s hvězdou a trojúhelníkem