موتور القایی در مقابل موتور سنکرون: تفاوت های کلیدی برای مهندسان توضیح داده شده است

اصل کار: لغزش خط مرزی است

هر دو نوع موتور ماشین های AC هستند که یک میدان مغناطیسی دوار در استاتور ایجاد می کنند. تفاوت در نحوه پاسخ روتور به آن میدان است.

در یک موتور القایی، میدان استاتور جریان را در هادی های روتور القا می کند. روتور باید کمی کندتر از میدان عمل کند تا جریان القایی را حفظ کند. این اختلاف سرعت لغزش نامیده می شود. لغزش تمام بار معمولی 1٪ تا 5٪ است، به همین دلیل است که موتور القایی که پمپ یا فن را راه اندازی می کند، سرعت کمی را با بار تغییر می دهد.

در موتور سنکرون، روتور یا به طور دائم مغناطیسی می شود، یا به صورت الکترومغناطیسی برانگیخته می شود، یا با قطب های رلوکتانس ساخته می شود. هنگامی که روتور به همان سرعت میدان دوار رسید، قفل می شود و با سرعت دقیقاً همزمان می چرخد: Ns = 120f/p ، کجا f فرکانس عرضه است و p تعداد قطب ها است. لغزش بدون توجه به بار، در محدوده گشتاور خروجی موتور صفر است.

ساخت و ساز و رفتار شروع

استاتور در هر دو ماشین شبیه به هم به نظر می رسد: لمینیت های شکاف دار، سیم پیچ های مسی یا آلومینیومی، و قاب طراحی شده برای خنک سازی توسط فن، آب یا مبدل حرارتی هوا به آب. روتور جایی است که طرح ها از هم جدا می شوند.

روتور القایی مجموعه‌ای از لایه‌های فولادی الکتریکی با میله‌های تعبیه‌شده است که توسط حلقه‌های انتهایی اتصال کوتاه می‌شود، یا یک روتور زخمی که از طریق حلقه‌های لغزشی به مقاومت‌های خارجی متصل می‌شود. هیچ آهنربایی و هیچ منبع تحریک جداگانه ای وجود ندارد. این ساختار باعث می شود که موتور به طور طبیعی قادر به راه اندازی در برابر بار سنگین باشد، زیرا جریان القایی روتور به محض چرخش میدان استاتور، گشتاور ایجاد می کند.

روتور سنکرون می‌تواند یک روتور استوانه‌ای جامد با سیم‌پیچ‌های میدانی باشد که توسط یک محرک، یک روتور قطب برجسته چند لایه، یا یک روتور با آهنربای دائمی تامین می‌شود. یک ماشین سنکرون میدان زخمی با روتور صاف معمولاً نمی تواند به تنهایی از حالت سکون شروع کند. میدان چرخان استاتور در 50 هرتز یا 60 هرتز خیلی سریع است که روتور نمی تواند آن را دنبال کند. طرح های عملی یک سیم پیچ دمپر برای راه اندازی خط اضافه می کنند یا به یک درایو با فرکانس متغیر نیاز دارند تا روتور را از سرعت نزدیک به صفر شتاب دهد.

این تفاوت شروع عواقب مستقیمی برای کابین کنترل و پیشرانه مکانیکی دارد. یک موتور القایی اغلب می تواند مستقیماً با یک استارت یا سافت استارتر به خط متصل شود. یک موتور سنکرون با راه اندازی خط به کنترل تحریک و یک مدار میله دمپر نیاز دارد. یک موتور سنکرون تغذیه شده با VFD به بازخورد موقعیت برای ماشین های آهنربای دائمی نیاز دارد. بنابراین مهندسان کل سیستم درایو را قیمت گذاری می کنند، نه فقط پلاک موتور.

مقایسه عملکرد سر به سر

شاخص های پنهان عملکرد و کارایی

اولین جدول مقایسه تفاوت‌های سرفصل را نشان می‌دهد، اما انتخاب اغلب به اعدادی خلاصه می‌شود که در برگه داده نیستند: تلفات لغزش، گشتاور خروجی، حساسیت دمای روتور، مصرف توان راکتیو، و کیفیت استاتور و هسته روتور.

در بار کامل، یک موتور سنکرون مدرن می تواند حدود دو تا سه امتیاز بازدهی را نسبت به یک موتور القایی با همان قاب ارائه دهد. شکاف در بار جزئی افزایش می یابد زیرا تلفات روتور القایی با لغزش کاهش می یابد، اما جریان مغناطیسی ثابت می ماند. نمودار میله ای ساده زیر یک مقایسه بازده بار کامل را برای یک درایو صنعتی با اندازه متوسط ​​نشان می دهد.

کارایی به تنهایی همیشه حق بیمه قیمت را توجیه نمی کند. یک موتور سنکرون زمانی که ساعات کار سالانه زیاد است، بار ثابت است و نیروگاه می تواند از توان راکتیو پیشرو برای کاهش جریمه های ضریب توان استفاده کند، سرمایه گذاری بهتری است. در کاربردهایی با نوسانات بار گسترده، موتور القایی ساده‌تر ممکن است تقریباً همان هزینه انرژی سالانه را با هزینه اولیه کمتر و سرویس آسان‌تر تولید کند.

همچنین محدودیت های کمتر آشکاری وجود دارد. یک روتور سنکرون با آهنربای دائمی می تواند مغناطیس زدایی شود اگر موتور مجبور شود برای مدت طولانی بالاتر از دمای نامی خود کار کند. یک روتور سنکرون میدان زخم نیاز به کنترل تحریک دارد و یک اتصال کوتاه ناگهانی می تواند استرس مکانیکی بسیار بالایی ایجاد کند. روتورهای القایی اضافه بار را با ظرافت بیشتری مدیریت می کنند زیرا فاقد آهنرباهای دائمی و بدون تحریک حلقه لغزشی هستند، اگرچه میله های روتور در شروع های مکرر با گشتاور بالا می توانند شکسته شوند.

از دست دادن هسته یکی دیگر از متغیرهای پنهان است. هر دو نوع موتور به فولاد الکتریکی کم تلفات و کنترل دقیق شکاف هوا بستگی دارند. به همین دلیل است که موتورسازان ارزیابی می کنند مجموعه های هسته چند لایه جوش داده شده با لیزر تیگ در طول اعتبار سنجی نمونه اولیه: روش انباشته، ضخامت لایه لایه، و ارتفاع سوراخ به طور مستقیم بر تلفات و نویز جریان گردابی تأثیر می گذارد. می توانید در مورد آن بیشتر بخوانید نقش استاتور و روتور در موتور الکتریکی یا بازرسی کنید قابلیت های ساخت هسته موتور قبل از تایید تامین کننده

تامین کنندگان هسته لمینت شده با لیزر/تیگ جوش داده شده، شرکت - فناوری Wuxi New Ruichi به عنوان تامین کنندگان و شرکت هسته های چند لایه جوش داده شده با لیزر/TIG در چین، New Ruichi/Cailiang هسته لمینت شده لیزری/تیگ جوش داده شده را به صورت عمده در ... مشاهده محصول →

توزیع برنامه های کاربردی صنعت

در تولید عمومی، موتورهای القایی همچنان بر پایه نصب شده غالب هستند، زیرا پمپ ها، فن ها، نوار نقاله ها و ماشین آلات نیازی به قفل سرعت مطلق ندارند. ماشین‌های سنکرون در جایی ظاهر می‌شوند که دقت سرعت، گشتاور بالا یا تصحیح ضریب قدرت اهمیت دارد.

هنگامی که برنامه بیش از چندین مگاوات باشد، توزیع تغییر می کند. قطارهای کمپرسور بزرگ، آسیاب های گلوله ای و برخی از سیستم های نیروی محرکه دریایی از موتورهای سنکرون استفاده می کنند زیرا افزایش راندمان بیش از ده سال شکاف قیمت اولیه را کوچک می کند.

راهنمای انتخاب و هزینه کل

از یک مسیر تصمیم گیری کوتاه به جای یک قانون کلی استفاده کنید. موتور مناسب با مشخصات بار، سیستم الکتریکی و تیم تعمیر و نگهداری مناسب است.

هنگامی که موتور بخشی از یک محصول تولید شده است، تصمیم تامین کننده اصلی به اندازه نوع موتور اهمیت دارد. یک طراحی خوب استاتور موتور AC و مجموعه هسته روتور اتلاف آهن را کاهش می دهد و قوام گشتاور را بهبود می بخشد، به ویژه برای موتورهایی که با VFD جفت می شوند.

تامین کنندگان استاتور موتور AC و مونتاژ هسته روتور، شرکت - Wuxi New Ruichi Tec به عنوان تامین کنندگان و شرکت مونتاژ هسته موتور و روتور AC در چین، New Ruichi/Cailiang عمده فروشی استاتور و روتور موتور AC را ... مشاهده محصول →

تعمیر و نگهداری، انطباق، و کیفیت اصلی

استراتژی های تعمیر و نگهداری متفاوت است زیرا حالت های خرابی متفاوت است. یک موتور القایی بیشتر در یاتاقان ها، عایق سیم پیچی یا میله های روتور خراب می شود. یک موتور سنکرون خرابی های تحریک، سایش برس در طرح های قدیمی و مسائل مربوط به آهنربا را در روتورهای آهنربای دائم اضافه می کند. برای موتورهای سنکرون برس، بازرسی منظم حلقه لغزش و برس را برنامه ریزی کنید. برای ماشین‌های PM، از روش‌های سختگیرانه‌ی کار با روتور پیروی کنید تا از بریدگی آهنربا و مغناطیس زدایی جلوگیری کنید.

از نقطه نظر انطباق، خریداران صنعتی معمولاً عملکرد IEC 60034 یا NEMA MG1، کلاس‌های بازده IE3/IE4 و محدودیت‌های هارمونیک را هنگام استفاده از VFD تأیید می‌کنند. بازسازی‌کننده‌های موتور و سازندگان تجهیزات اصلی نیز به گواهی‌های مواد ثابت، بازرسی ابعادی و قابلیت ردیابی برای پشته لمینیت استاتور و روتور نیاز دارند.

کیفیت اصلی آرایشی نیست. ضخامت لمینت، ارتفاع سوراخ، کیفیت بازپخت و روش اتصال همگی بر افت هسته، ضریب ساخت و ارتعاش تأثیر می‌گذارند. به همین دلیل است که بسیاری از مهندسان موتور مشخص می کنند فولاد سیلیکونی غیر جهت دار با عیار بالا برای ساخت نمونه اولیه و دوره های تولید. تامین‌کننده‌ای با گریدهای فولادی الکتریکی کنترل‌شده، تولید هسته‌های لیزری یا جوش داده شده، و اعتبارسنجی نمونه می‌تواند چرخه توسعه را در هر دو مرحله نمونه اولیه و تولید سریال کوتاه کند.

شرکت تامین کنندگان فولاد سیلیکونی غیر دانه گرا (NGO) درجه بالا - Wuxi New به عنوان تامین کنندگان و شرکت فولاد سیلیکونی غیر دانه گرا (NGO) درجه بالا در چین، New Ruichi/Cailiang عمده فروشی با درجه بالا غیرگرم ... مشاهده محصول →

برای بررسی نهایی، سه سند را آماده نگه دارید: برگه اطلاعات موتور با راندمان اندازه گیری شده بر اساس استاندارد مربوطه، گواهی تست ضریب قدرت و لغزش و گزارش بازرسی تامین کننده اصلی. این اسناد یک سیستم درایو قابل اعتماد را از سیستمی که روی کاغذ خوب به نظر می رسد اما در کف تولید عملکرد ضعیفی دارد جدا می کند.

تصمیم گیری موتور القایی در مقابل موتور سنکرون این نیست که کدام فناوری جدیدتر است. این در مورد چیزی است که فرآیند نیاز دارد: تحمل لغزش، سرعت دقیق، ضریب قدرت، گشتاور راه‌اندازی و هزینه انرژی طولانی‌مدت. موتور را با بار تطبیق دهید، هزینه سیستم را بررسی کنید و کیفیت هسته مغناطیسی را قبل از خرید نهایی بررسی کنید.