تفاوت بین موتورهای تک فاز و سه فاز: اندازه و کارایی

یک پمپ گمانه 2.2 کیلوواتی در مزرعه ای که از قبل منبع تغذیه سه فاز 400 ولتی دارد از کار می افتد. فایل تعمیر و نگهداری یک جایگزین تک فاز را لیست می کند، بنابراین یک واحد تک فاز سفارش و نصب می شود. دو ماه بعد خازن کار برآمده است، کابل پمپ خانه با دمای نزدیک به 15 آمپر گرم کار می کند، و موتور با اضافه بار حرارتی در طول کشش طولانی کار می کند. موتور مشکلی نداشت مشخصات بود.

تفاوت بین موتور تک فاز و سه فاز یک برچسب روی پلاک نیست. گشتاور شروع، جریان به ازای هر کیلووات، اندازه قاب متناسب با براکت، کابلی که باید بکشید و اقلام نگهداری که برای ده سال آینده خواهید خرید را تغییر می‌دهد.

چرا این دو طرح متفاوت رفتار می کنند؟

هر دو ماشین موتورهای القایی با روتور قفس سنجابی و هسته استاتور چند لایه هستند. این تفاوت تقریباً به طور کامل در سیم پیچ استاتور و در کاری که منبع برای آن انجام می دهد است.

سه فاز: میدانی که از قبل می چرخد

سه سیم پیچ با فاصله 120 درجه الکتریکی از یکدیگر، که از یک منبع تغذیه سه فاز تغذیه می شوند، یک موج شار تولید می کنند که با سرعت همزمان می چرخد (120 برابر فرکانس تقسیم بر تعداد قطب). روتور یک میدان متحرک را از حالت سکون می بیند، بنابراین گشتاور در سرعت صفر بدون هیچ وسیله کمکی در دسترس است. گشتاور اساساً در هر چرخه الکتریکی ثابت است، به همین دلیل است که ماشین‌های سه فاز بی‌صدا کار می‌کنند و بار را با سرعت کم به آرامی نگه می‌دارند.

تک فاز: یک میدان ضربانی که باید فریب داده شود تا بچرخد

یک سیم پیچ در یک منبع تک فاز یک شار ضربانی تولید می کند که از نظر ریاضی به دو میدان ضد چرخش با قدرت برابر تقسیم می شود. در حالت سکون آنها لغو می شوند، بنابراین گشتاور خالص شروع صفر است. صنعت این مشکل را با یک سیم پیچ کمکی که حدود 90 درجه الکتریکی جابجا شده است، به علاوه یک خازن (خازن شروع به کار، کار با خازن، یا خازن شکاف دائم)، یک رله شروع یا یک قطب سایه دار برای اندازه های کوچک حل می کند. هنگامی که روتور تقریباً به 70 تا 80 درصد سرعت رسید، یک کلید یا رله گریز از مرکز مدار کمکی را خارج می کند.

دو پیامد به دنبال دارد. اولاً، گشتاور همچنان در فرکانس دوبرابر خط تپش دارد، بنابراین موتورهای تک فاز بیشتر لرزش دارند و در همان خروجی صدای بیشتری دارند. دوم، جریان به ازای هر کیلووات در ولتاژ 230 ولت تقریباً سه برابر بیشتر از یک موتور سه فاز معادل 400 ولت است که باعث می شود اندازه کابل، درجه کنتاکتور و افت ولتاژ در دوره های طولانی انجام شود.

طرح لمینیت از سیم پیچ پیروی می کند. یک استاتور تک فاز معمولاً شیارهای خود را تقریباً دو سوم سیم پیچ اصلی و یک سوم کمکی را تقسیم می کند، در حالی که یک استاتور سه فاز از یک تسمه فاز 60 درجه توزیع شده با تخصیص شکاف متعادل استفاده می کند. این باعث تغییر تعداد شیارها، عرض دندان و نسبت مس به آهن در داخل همان قطر خارجی می شود. اگر می خواهید نظریه سیم پیچ را عمیق تر کنید، این توضیح از نحوه عملکرد یک موتور سه فاز از طریق میدان، لغزش، و بخش اصلی طرح راه می‌رود.

استاتور موتور AC و مونتاژ هسته روتور هسته های استاتور و روتور فولاد سیلیکونی انباشته دقیق برای موتورهای AC، طراحی شده برای پشتیبانی از راندمان، صدای کم و گشتاور پایدار در کاربردهای صنعتی. مشاهده محصول →

مقایسه کنار هم مشخصات واقعی

جدول زیر مقادیر معمولی موتورهای صنعتی 4 قطبی 50 هرتز زیر 5 کیلو وات را نشان می دهد که از داده های کاتالوگ رایج و کلاس های کارایی IEC گرفته شده است. محدوده ها را به عنوان یک ابزار غربالگری در نظر بگیرید، سپس با برگه آزمایش سازنده تأیید کنید.

شکاف کارایی، با رتبه بندی اندازه گیری می شود

مزیت کارایی سه فاز یک عدد ثابت نیست. در رتبه‌بندی‌های کوچک، جایی که سیم‌پیچ کمکی، تلفات خازن و چگالی جریان بالاتر بیشتر به طراحی‌های تک فاز آسیب می‌زند، بزرگ‌ترین است و با بزرگ‌تر شدن قاب‌ها باریک می‌شود.

• نوارهای سبز روشن: موتورهای تک فاز با خازن، معمولاً 68 تا 80 درصد در این رتبه ها.
• نوارهای سبز تیره: موتورهای سه فاز IE3، از حدود 80 درصد در 0.75 کیلووات تا تقریباً 88 درصد در 3.7 کیلووات.
• در 0.75 کیلووات شکاف تقریباً 12 نقطه است. در 3.7 کیلووات به 8 نقطه نزدیکتر است. در پمپی که 4000 ساعت در سال کار می کند، این تفاوت بین دو قبض برق است، نه دو درصد.

توجه داشته باشید که کلاس های کارایی IEC 60034-30-1 برای ماشین های سه فاز اعمال می شود. موتورهای تک فاز خارج از این طبقه بندی قرار دارند، بنابراین یک کاتالوگ را نمی توان کلاس به کلاس مقایسه کرد. به جای آن داده های تست اندازه گیری شده را بخواهید و درجه، ضخامت و ضریب انباشتگی فولاد الکتریکی را در پشت آن اعداد بررسی کنید.

جایی که موتورهای تک فاز هنوز به آن تعلق دارند

تقاضای تک فاز در تجهیزاتی متمرکز می شود که به یک منبع خانگی یا تجاری سبک متصل می شود. تقسیم زیر به جای سرشماری بازار، یک مطالعه نشان‌دهنده از کاربردهای موتورهای کوچک است، اما با آنچه اکثر تیم‌های تدارکاتی در این بخش می‌بینند مطابقت دارد.

در جایی که همان وظایف در داخل یک نیروگاه با توزیع سه فاز انجام می شود، نسخه سه فاز تقریباً همیشه مشخص می شود، حتی در 0.37 کیلو وات، زیرا قاب کوچکتر، عمر طولانی تر و حفاظت استاندارد اضافه بار بیشتر از تفاوت قیمت اندک است.

دنباله انتخاب عملی

1. عرضه را در جعبه ترمینال تأیید کنید، نه روی نقشه. ولتاژ خط را اندازه بگیرید و بررسی کنید که آیا نول وجود دارد یا خیر. یک موتور تک فاز 230 ولتی روی یک منبع تغذیه سه فاز 400 ولتی به یک استارت متفاوت نیاز دارد نه موتور متفاوت.
2. اندازه بر اساس گشتاور، نه کیلووات. باری که تحت بار کامل شروع می شود، مانند یک نوار نقاله بارگذاری شده یا یک پمپ جابجایی مثبت، ممکن است به یک واحد تک فاز استارت با خازن با دو برابر امتیاز پلاک یا یک واحد سه فاز با یک استارت نرم نیاز داشته باشد.
3. شمارش در ساعت شروع می شود. راه اندازی مکرر برای خازن ها و سوئیچ های گریز از مرکز سخت است. بیش از شش تا هشت شروع در ساعت، سه فاز با VFD انتخاب بادوام‌تری است.
4. رابط مکانیکی را مطابقت دهید. قبل از سفارش، موقعیت قاب، فلنج، شفت و جعبه ترمینال را در مقابل براکت موجود بررسی کنید، زیرا یک قاب سه فاز کوچکتر بدون آداپتور روی الگوی پایه تک فاز نمی پیچد.
5. مشخصات هسته را برطرف کنید. درجه فولاد الکتریکی، ضخامت لمینیت، ضریب انباشته شدن، و قفل یا ساختار جوش داده شده تعیین کننده تلفات و کف صدا هستند. ما ساخت هسته و قاب نمای کلی توضیح می‌دهد که چگونه انتخاب‌های مهر زنی، انباشته کردن و جوشکاری بر نتیجه نهایی تأثیر می‌گذارند.
6. اسناد را جمع آوری کنید. کلاس کارایی، کلاس عایق، رتبه IP، گزارش تست و گواهی کیفیت باید قبل از کالا برسد، نه پس از راه اندازی.

کویل های فولادی سیلیکونی بدون دانه گرا کویل های فولادی سیلیکونی سازمان غیردولتی با تلفات هسته کم و ضخامت یکنواخت برای هسته های موتور و ترانسفورماتور، موجود در عرض های سفارشی و عملیات سطح. مشاهده محصول →

نکات نگهداری و انطباق که از دست می‌روند

موتورهای تک فاز دارای اقلام سایش هستند که موتورهای سه فاز این کار را نمی کنند. خازن های کارکرده به تدریج ظرفیت خازنی را از دست می دهند، که جریان و دما را مدت ها قبل از اینکه موتور کاملاً از کار بیفتد، افزایش می دهد. در محفظه های گرم، هر سه تا پنج سال یکبار برای بازرسی برنامه ریزی کنید و زمانی که ظرفیت خازن بیش از 10 درصد کمتر از حد مجاز افت کرد، آن را جایگزین کنید. سوئیچ های گریز از مرکز و رله های استارت در هر بار شروع به حرکت در می آیند، بنابراین شرایط تماس در لیست نگهداری پیشگیرانه قرار دارد.

موتورهای سه فاز آن موارد را با حساسیت عرضه معامله می کنند. عدم تعادل ولتاژ بالاتر از حدود 1 درصد باعث عدم تعادل جریان نامتناسب و گرم شدن سریع سیم پیچ می شود، بنابراین حفاظت از خرابی فاز و عدم تعادل در مکان های بدون مراقبت اختیاری نیست. در جاهایی که از VFD استفاده می شود، بسته های انتهایی یاتاقان های عایق بندی شده را مشخص کنید و بررسی کنید که سیستم عایق سیم پیچ برای dv/dt اینورتر، به ویژه در کابل های طولانی، رتبه بندی شده باشد.

در بخش انطباق، مقررات کارایی و کلاس‌های IE معمولاً ماشین‌های سه فاز را هدف قرار می‌دهند، به این معنی که واحدهای تک فاز می‌توانند بی‌صدا خارج از چارچوب قرار بگیرند. اگر مناقصه ای نیاز به یک کلاس کارایی دارد، قبل از پذیرش اظهارنامه در مورد یک واحد تک فاز، کتباً تأیید کنید که این مقررات در واقع کدام نوع موتورها را پوشش می دهد.

مجموعه هسته موتور چند لایه اینترلاک هسته های لمینت شده بدون جوش و بدون چسب برای موتورها و ترانسفورماتورها، مسیرهای مغناطیسی ثابت و کیفیت تولید انبوه پایدار را ارائه می دهند. مشاهده محصول →

هر نوع که بخرید، هسته استاتور و روتور جایی است که تلفات قبل از وارد کردن سیم پیچ تعیین می شود. کیفیت لمینیت ثابت، فشار انباشته شدن کنترل شده و زنجیره تامین فولاد پایدار بیشتر به عملکرد بلندمدت اهمیت می‌دهند تا تفاوت جزئی در قیمت کاتالوگ، و آنها بخشی از مشخصات هستند که ارزش ممیزی را در کف تامین‌کننده دارد تا در برگه اطلاعات.