不同類型電動機的比較(有什麼區別)、特點、優缺點、使用特點
電動機的設計可能性保證滿足各種要求——在功率、機械特性和外部工作條件方面。這使得電工行業能夠生產專門用於某些行業的電機系列,最完全符合這些工作機器的操作模式。
電動機的選擇從選擇與驅動機構工作模式的機械特性相對應的電動機類型開始,同時考慮到不同類型的經濟特性:價格、效率、功率因數。
電氣工業生產以下類型的電動機:
異步三相鼠籠式電動機
在所有類型的電動機中,它們是設計最簡單、機械可靠、易於操作和控制並且最便宜的。機械特性是“剛性”的:速度在所有負載值下變化很小。啟動電流大(標稱值的 5-7 倍)。控制轉速很困難,以前幾乎從未有人做過。
生產多速電動機,用於金屬切削機床和各種沒有特殊變速裝置的裝置的驅動。它們採用鼠籠式轉子生產,具有兩種、三種和四種速度,可切換定子繞組的極數。
異步電動機的主要缺點是 功率因數 (cos phi) 總是明顯小於 1,尤其是在負載下。
目前,異步三相電動機啟動電流大的問題借助於解決軟啟動器 (軟啟動器),速度控制問題通過連接電動機來解決變頻器。
提供如此廣泛應用的異步電動機的優點如下:
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經濟效益高。大規模使用的電動機效率在 0.8-7-0.9 範圍內,對於大型機器 - 高達 0.95 或更高;
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設計簡單、機械可靠、易於管理;
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釋放任何實際必要容量的可能性;
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發動機結構形式易於適用於運行條件:在高溫、室外安裝和暴露於各種氣候因素、存在灰塵或高濕度、爆炸性條件等。
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自動控制的簡單性,既可以作為單一的工作機器,也可以作為一組由單一的生產過程連接起來的機器。
帶滑環和變阻器啟動的異步三相電動機
與短路相比——控制更複雜且成本更高。其餘特性與帶鼠籠式轉子的異步三相電動機相同。
異步單相電動機
與三相相比——效率更低,功率因數更低。它們僅以小的單位容量生產。
同步電機
結構上比異步更複雜,成本更高;更難管理。效率明顯高於異步的。轉數僅取決於電流的頻率,並且在恆定頻率下對於所有負載都嚴格不變。速度控制不適用。主要優點是可以在 cos phi = 1 和電容模式下工作。它們主要以100千瓦以上的單位容量生產和使用。
交流電機
主要優點是良好的速度控制。結構複雜。收集器和電刷的存在會影響電動機的可靠性,需要對其進行特殊維護。
直流、串聯、並聯和混合勵磁電動機
在結構上,它比異步複雜得多,成本也高得多。它們更難控制,需要持續的操作監督。主要優點是易於平穩且在相當大的範圍內進行速度控制。
串激電動機的機械特性是“軟”的:轉速隨負載變化非常敏感,並聯電動機轉速隨負載波動變化很小。
直流電機的一個共同缺點是需要額外的設備來獲得直流電(磁放大器、晶閘管穩壓器等)。
自控系統電機: 步進電機和伺服。
在選定的類型中,根據所需的轉速和所需的功率選擇電機。
從功率的角度來看,正確選擇發動機非常重要,它會顯著影響工作機器的經濟指標和生產率。
高估電機裝機功率的結果將導致運行效率值降低,對於交流感應電機而言cos phi值降低,此外,電氣設備的資本投資也會被高估。
低估功率將不可避免地導致發動機過熱並迅速失效。
發動機的負荷越大,車內產生的熱量就越大,這意味著它的穩定溫度就越高 熱平衡.
在電機設計中,決定電機負載能力的對溫度最敏感的元件是繞組的絕緣。
電機中的所有能量損耗——繞組(“銅損耗”)、磁路(“鋼損耗”)、旋轉部件與空氣的摩擦以及軸承、通風(“機械損耗”)都轉化為熱量.
按照現行標準,電機繞組常用的絕緣材料(A類絕緣材料)的加熱溫度不應超過95℃。在此溫度下,電動機可可靠運行約20年。
任何高於 95°C 的溫度升高都會導致絕緣材料加速磨損。因此,在 110°C 的溫度下,使用壽命將減少到 5 年,在 145°C 的溫度下(這可以通過增加電流強度來實現,與標稱值相比,僅增加 25%),絕緣將被破壞 1.5 個月,在 225°C 的溫度下(相當於電流強度增加 50%),線圈的絕緣將在 3 小時內變得無法使用。
根據驅動機構產生的負載的性質,根據功率選擇電機。如果負載是均勻的,如泵、風機的驅動,則電機的額定功率與負載相等。
然而,更常見的是,發動機負載計劃是不均勻的:負載交替增加和減少,直到怠速。在這些情況下,選擇額定功率低於最大負載的電機,因為在負載降低(或製動)期間電機會冷卻下來。
已經開發出根據負載計劃選擇發動機功率的方法,即與驅動機構的操作方式。這些在特別指南中有概述。