Разница между различными типами двигателей

1. Различия между двигателями постоянного и переменного тока

Структурная схема двигателя постоянного тока

Структурная схема двигателя переменного тока

Двигатели постоянного тока используют в качестве источника питания постоянный ток, в то время как двигатели переменного тока используют в качестве источника питания переменный ток.

Конструктивно принцип работы двигателей постоянного тока относительно прост, но структура сложна и не проста в обслуживании. Принцип работы двигателей переменного тока сложен, но структура относительно проста, и их легче обслуживать, чем двигатели постоянного тока.

С точки зрения цены, двигатели постоянного тока при той же мощности выше, чем двигатели переменного тока. Включая устройство управления скоростью, цена постоянного тока выше, чем переменного тока. Конечно, есть также большие различия в конструкции и обслуживании.
С точки зрения производительности, поскольку скорость двигателей постоянного тока стабильна, а регулирование скорости является точным, чего невозможно достичь с помощью двигателей переменного тока, при строгих требованиях к скорости вместо двигателей переменного тока приходится использовать двигатели постоянного тока.
Регулирование скорости двигателей переменного тока — относительно сложная задача, но она широко применяется, поскольку на химических заводах используется переменный ток.

2. Различия между синхронными и асинхронными двигателями

Если ротор вращается с той же скоростью, что и статор, то двигатель называется синхронным. Если они не одинаковы, то двигатель называется асинхронным.

3. Разница между обычными и частотно-регулируемыми двигателями

Прежде всего, обычные двигатели не могут использоваться в качестве двигателей переменной частоты. Обычные двигатели спроектированы в соответствии с постоянной частотой и постоянным напряжением, и их невозможно полностью адаптировать к требованиям регулирования скорости преобразователя частоты, поэтому их нельзя использовать в качестве двигателей переменной частоты.
Влияние преобразователей частоты на двигатели в основном сказывается на эффективности и повышении температуры двигателей.
Преобразователь частоты может генерировать различные степени гармонического напряжения и тока во время работы, так что двигатель работает под несинусоидальным напряжением и током. Гармоники высокого порядка в нем приведут к увеличению потерь в меди статора двигателя, потерь в меди ротора, потерь в железе и дополнительных потерь.
Наиболее существенными из них являются потери в роторной меди. Эти потери приведут к тому, что двигатель будет вырабатывать дополнительное тепло, снижать эффективность, уменьшать выходную мощность, а повышение температуры обычных двигателей, как правило, увеличится на 10%-20%.
Несущая частота преобразователя частоты составляет от нескольких килогерц до более десяти килогерц, что позволяет обмотке статора двигателя выдерживать очень высокую скорость нарастания напряжения, что эквивалентно подаче на двигатель очень крутого импульсного напряжения, в результате чего межвитковая изоляция двигателя выдерживает более жесткие испытания.
При питании обычных двигателей от преобразователей частоты вибрация и шум, вызванные электромагнитными, механическими, вентиляционными и другими факторами, становятся более сложными.
Гармоники, содержащиеся в источнике питания переменной частоты, мешают собственным пространственным гармоникам электромагнитной части двигателя, образуя различные электромагнитные силы возбуждения, тем самым увеличивая шум.
Из-за широкого диапазона рабочих частот двигателя и большого диапазона изменения скорости, частотам различных электромагнитных силовых волн трудно избежать собственных частот вибрации различных конструктивных частей двигателя.
При низкой частоте электропитания потери, вызванные высшими гармониками в электропитании, велики; во-вторых, при снижении скорости переменного двигателя объем охлаждающего воздуха уменьшается прямо пропорционально кубу скорости, в результате чего тепло двигателя не рассеивается, резко возрастает температура, и трудно добиться постоянного крутящего момента на выходе.

4. Конструктивное различие между обычными двигателями и двигателями с переменной частотой

01. Более высокие требования к уровню изоляции
Как правило, уровень изоляции частотно-регулируемых двигателей составляет F или выше. Изоляция относительно земли и прочность изоляции витков провода должны быть усилены, и в частности следует учитывать способность изоляции выдерживать импульсное напряжение.
02. Более высокие требования к вибрации и шуму для двигателей с переменной частотой
В двигателях с переменной частотой следует в полной мере учитывать жесткость компонентов двигателя и всего двигателя в целом, а также стараться увеличивать их собственную частоту, чтобы избежать резонанса с каждой волной силы.
03. Различные методы охлаждения для двигателей переменной частоты
В двигателях с переменной частотой вращения обычно используется принудительная вентиляция, то есть главный вентилятор охлаждения двигателя приводится в действие независимым двигателем.
04. Требуются различные меры защиты
Для двигателей переменной частоты мощностью более 160 кВт следует принять меры по изоляции подшипников. В основном легко создать асимметрию магнитной цепи и ток вала. Когда ток, генерируемый другими высокочастотными компонентами, объединяется, ток вала значительно увеличится, что приведет к повреждению подшипника, поэтому обычно принимаются меры по изоляции. Для двигателей переменной частоты постоянной мощности, когда скорость превышает 3000 об/мин, следует использовать специальную высокотемпературную стойкую смазку для компенсации повышения температуры подшипника.
05. Другая система охлаждения
Охлаждающий вентилятор с двигателем переменной частоты использует независимый источник питания для обеспечения постоянной охлаждающей способности.

2.Базовые знания о двигателях

Выбор двигателя
Основные данные, необходимые для выбора двигателя:
Тип приводимой нагрузки, номинальная мощность, номинальное напряжение, номинальная скорость и другие условия.
Тип нагрузки·Двигатель постоянного тока·Асинхронный двигатель·Синхронный двигатель
Для машин непрерывного производства со стабильной нагрузкой и без особых требований к пуску и торможению следует отдавать предпочтение синхронным двигателям с постоянными магнитами или обычным асинхронным двигателям с короткозамкнутым ротором, которые широко используются в машинах, водяных насосах, вентиляторах и т. д.
Для производственных машин с частыми пусками и торможениями, требующих большого пускового и тормозного момента, например, мостовых кранов, шахтных подъемников, воздушных компрессоров, нереверсивных прокатных станов и т. д., следует использовать синхронные двигатели с постоянными магнитами или асинхронные двигатели с обмотками.
В случаях, когда регулирование скорости не требуется, но требуется постоянная скорость или необходимо улучшить коэффициент мощности, следует использовать синхронные двигатели с постоянными магнитами, например, в водяных насосах средней и большой мощности, воздушных компрессорах, подъемниках, мельницах и т. д.
Для производственного оборудования, требующего диапазона регулирования скорости более 1:3 и требующего непрерывного, стабильного и плавного регулирования скорости, целесообразно использовать синхронные двигатели с постоянными магнитами или двигатели постоянного тока с независимым возбуждением или асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором и частотно-регулируемой скоростью, например, для крупных прецизионных станков, портальных строгальных станков, прокатных станов, подъемников и т. д.
В общем случае двигатель можно приблизительно определить, указав тип приводимой нагрузки, номинальную мощность, номинальное напряжение и номинальную скорость двигателя.
Однако для оптимального удовлетворения требований по нагрузке этих основных параметров явно недостаточно.
Другие параметры, которые необходимо предоставить, включают: частоту, рабочую систему, требования к перегрузке, уровень изоляции, уровень защиты, момент инерции, кривую крутящего момента сопротивления нагрузки, способ установки, температуру окружающей среды, высоту над уровнем моря, требования к наружному пространству и т. д. (предоставляются в соответствии с конкретными обстоятельствами).

3.Базовые знания о двигателях

Шаги по выбору двигателя
Если двигатель работает или выходит из строя, можно использовать четыре метода: осмотр, прослушивание, обоняние и осязание, чтобы вовремя предотвратить и устранить неисправность, обеспечив безопасную работу двигателя.
1. Посмотрите
Обратите внимание на наличие отклонений в работе двигателя, которые чаще всего проявляются в следующих ситуациях.
1. При коротком замыкании обмотки статора из двигателя может выходить дым.
2. Если двигатель серьезно перегружен или работает с потерей фазы, скорость снизится, и будет слышен более сильный «жужжащий» звук.
3. Если двигатель работает нормально, но внезапно останавливается, вы увидите искры, выходящие из неплотного соединения; это может быть перегорание предохранителя или заклинивание какой-либо детали.
4. Если двигатель сильно вибрирует, это может быть связано с тем, что застряло передаточное устройство или двигатель плохо закреплен, ослабли болты крепления ножек и т. д.
5. Если на контактных точках и соединениях внутри двигателя имеются следы изменения цвета, подгорания и дыма, это может означать, что имеет место локальный перегрев, плохой контакт в месте соединения проводников или сгорела обмотка и т. д.
2. Слушай
При нормальной работе двигателя он должен издавать равномерный и легкий «жужжащий» звук, без шума и посторонних звуков.
Если шум слишком громкий, включая электромагнитный шум, шум подшипников, шум вентиляции, механический шум трения и т. д., это может быть предвестником неисправности или признаком неисправности.
1. Что касается электромагнитного шума, если двигатель издает высокий, низкий и тяжелый звук, причины могут быть следующими:
(1) Воздушный зазор между статором и ротором неравномерен. В это время звук бывает высоким и низким, а интервал между высокими и низкими звуками остается неизменным. Это вызвано износом подшипников, что делает статор и ротор неконцентричными.
(2) Трехфазный ток не сбалансирован. Это вызвано неправильным заземлением трехфазной обмотки, коротким замыканием или плохим контактом. Если звук очень глухой, это означает, что двигатель серьезно перегружен или работает с отсутствием фазы.
(3) Железный сердечник ослаблен. Во время работы двигателя вибрация приводит к ослаблению крепежных болтов железного сердечника, что приводит к ослаблению листа кремнистой стали железного сердечника и появлению шума.
2. Для шума подшипника, вы должны контролировать его часто во время работы двигателя. Метод контроля: приложите один конец отвертки к части установки подшипника, а другой конец близко к уху, и вы можете услышать звук работы подшипника. Если подшипник работает нормально, звук представляет собой непрерывный и тонкий «шелестящий» звук, без каких-либо колебаний или звуков трения металла.
Если слышны следующие звуки, это ненормальное явление:
(1) При работе подшипника слышен «скрип». Это звук трения металла, который обычно возникает из-за недостатка масла в подшипнике. Подшипник следует разобрать и добавить соответствующее количество смазки.
(2) Если раздается «чирикающий» звук, то это звук, который издает вращающийся шар. Обычно он вызван высыханием смазки или недостатком масла. Можно добавить соответствующее количество смазки.
(3) Если раздается «щелчок» или «скрип», то это звук, производимый нерегулярным движением шарика в подшипнике. Это вызвано повреждением шарика в подшипнике или длительным неиспользованием двигателя, что приводит к высыханию смазки.
3. Если передаточный механизм и ведомый механизм издают непрерывный звук вместо прерывистого звука, это можно устранить следующим образом.
(1) Периодический «хлопающий» звук вызван неровным соединением ремня.
(2) Периодический звук «дон-дон» вызван ослаблением соединения муфты или шкива с валом, а также износом шпонки или шпоночного паза.
(3) Неравномерный звук столкновения возникает из-за столкновения лопастей с крышкой вентилятора.

3. Запах
Неисправности также можно определить и предотвратить, понюхав двигатель.
Откройте распределительную коробку и понюхайте, нет ли запаха гари. Если чувствуется специфический запах краски, это означает, что внутренняя температура двигателя слишком высокая; если чувствуется сильный запах гари или запах гари, это может означать, что повреждена сетка обслуживания изоляционного слоя или сгорела обмотка.
Если запаха нет, необходимо с помощью мегомметра измерить сопротивление изоляции между обмоткой и корпусом. Если оно меньше 0,5 МОм, ее необходимо высушить. Если сопротивление равно нулю, значит, она повреждена.
4. Прикосновение
Измерение температуры некоторых частей двигателя также может определить причину неисправности.
Для обеспечения безопасности касайтесь корпуса двигателя и окружающих деталей подшипника тыльной стороной ладони.
Если температура ненормальная, причины могут быть следующими:
1. Плохая вентиляция. Например, падение вентилятора, засорение вентиляционного канала и т. д.
2. Перегрузка. Ток слишком большой, и обмотка статора перегревается.
3. Короткое замыкание витков обмотки статора или несимметрия трехфазного тока.
4. Частые трогания с места или торможения.
5. Если температура вокруг подшипника слишком высокая, это может быть вызвано повреждением подшипника или недостатком масла.

Регулировка температуры подшипников двигателя, причины и устранение неисправностей

Правила предусматривают, что максимальная температура подшипников качения не должна превышать 95℃, а максимальная температура подшипников скольжения не должна превышать 80℃. А повышение температуры не должно превышать 55℃ (повышение температуры — это температура подшипника за вычетом температуры окружающей среды во время испытания).

Причины и методы устранения чрезмерного повышения температуры подшипников:

(1) Причина: Вал изогнут, а центральная линия неточная. Лечение: Снова найдите центр.
(2) Причина: Ослаблены фундаментные винты. Лечение: Затянуть фундаментные винты.

(3) Причина: Смазка не чистая. Лечение: Заменить смазку.

(4) Причина: Смазка использовалась слишком долго и не была заменена. Лечение: Очистите подшипники и замените смазку.
(5) Причина: Поврежден шарик или ролик в подшипнике. Лечение: Заменить подшипник на новый.

Аньхойская компания по производству постоянного магнитного оборудования и электрооборудования Минтэн, ООО(https://www.mingtengmotor.com/) пережила 17 лет быстрого развития. Компания разработала и произвела более 2000 двигателей с постоянными магнитами в обычных, частотно-регулируемых, взрывозащищенных, частотно-регулируемых взрывозащищенных, с прямым приводом и взрывозащищенных с прямым приводом сериях. Двигатели успешно эксплуатируются на вентиляторах, водяных насосах, ленточных конвейерах, шаровых мельницах, смесителях, дробилках, скребках, масляных насосах, прядильных машинах и других нагрузках в различных областях, таких как горнодобывающая промышленность, сталелитейная промышленность и электроэнергетика, достигая хороших энергосберегающих эффектов и получая широкое признание.

Авторские права: Эта статья является перепечаткой оригинальной ссылки:

https://mp.weixin.qq.com/s/hLDTgGlnZDcGe2Jm1oX0Hg

Эта статья не отражает точку зрения нашей компании. Если у вас другие мнения или взгляды, пожалуйста, поправьте нас!