2-fázový motor vs 3-fázový motor: krútiaci moment, zapojenie, účinnosť a porovnanie nákladov

Pohon čerpadla s výkonom 2,2 kW vyjde na cenovú ponuku a vráti sa ako dva rôzne stroje. Jeden dodávateľ navrhuje dvojfázový balík: súpravu kvadratúrneho vinutia 90 stupňov, prispôsobený zosilňovač a štyri silové vodiče v kusovníku. Druhý navrhuje trojfázový indukčný motor, ktorý sa priskrutkuje priamo na frekvenčný menič, ktorý už sedí v paneli. Obaja budú otáčať čerpadlo. Len jeden bude stále vyzerať ako správne rozhodnutie, keď sa stroj dostane do sériovej výroby.

Súčasťou zmätku je pomenovanie. „Dvojfázový“ sa na rysovacej doske používa na tri rôzne veci: skutočný dvojfázový stroj s dvoma vinutiami od seba 90 stupňov, dvojfázovým servo alebo krokovým motorom s referenčným vinutím a riadiacim vinutím a pomocným vinutím toho, čo je v skutočnosti jednofázový indukčný motor. Dodávatelia používajú rovnaké označenie pre všetky tri, a to je miesto, kde začínajú drahé chyby špecifikácií.

Čo vlastne oddeľuje dvojfázový motor od trojfázového motora

Rozdiel začína vo vinutí, nie na typovom štítku. Trojfázový stator nesie tri identické vinutia elektricky posunuté o 120 stupňov. Výsledná magnetomotorická sila, napájaná vyváženými prúdmi, má konštantnú veľkosť a otáča sa synchrónnou rýchlosťou, čo je dôvod, prečo trojfázový krútiaci moment zostáva pri zaťažení hladký. Skutočný dvojfázový stator nesie dve vinutia posunuté o 90 stupňov a keď sú obe poháňané vyváženými prúdmi, vytvára tiež konštantné točivé pole.

Dvojfázový teda nie je automaticky drsnejší ako trojfázový. Drsnosť sa objaví, keď sa kvadratúrne napájanie vychýli z rovnováhy: pole sa stane eliptickým, tok vzduchovej medzery pulzuje a krútiaci moment sa vlní pri dvojnásobnej frekvencii sklzu. Kondenzátorová sieť má 90 stupňový vzťah iba v jednom pracovnom bode, čo je dôvod, prečo dvojfázový motor potrebuje servopohon, keď sa zaťaženie mení.

Čo sa zmení počet fáz v hardvéri

• Trojfázové, trojvodičové: tri linkové vodiče nesú záťaž motora a nie je potrebný žiadny neutrál, takže kábel, svorky a stýkače zostávajú menšie.
• Dvojfázový, štvorvodičový: štyri vodiče a štyri svorky, s približne o 25 % viac medi v prívodnom kábli pre rovnaký výkon.
• Výkon na vodič: pri rovnakom priereze vodiča a rovnakom napätí medzi vedeniami sa trojfázový trojvodičový obvod pohybuje približne 1,2-násobkom výkonu dvojfázového štvorvodičového obvodu.
• Štartovanie: trojfázový motor sa sám spúšťa pri priamom napájaní, zatiaľ čo dvojfázový motor potrebuje kvadratúrne napájanie, kondenzátorovú sieť alebo elektronický pohon.

Obidva dizajny stoja na rovnakom základe: laminovaný stator a jadro rotora. Počet štrbín, zošikmenie, dĺžka stohu a metóda laminovacieho spoja rozhodujú o zvlnení krútiaceho momentu meranému na skúšobnej stolici a rovnaké lisovacie nástroje slúžia pre každé usporiadanie vinutia. Toto prekrývanie je dôvod, prečo na základnej špecifikácii zvyčajne záleží viac ako na označení fázy v skorých preskúmaniach návrhu.

Zostava statora a jadra rotora striedavého motora Striedavé motory slúžia ako jadro moderných priemyselných systémov a výkon ich jadier statora a rotora priamo ovplyvňuje účinnosť motora, spoľahlivosť a... Zobraziť produkt →

Dvojfázové vs trojfázové motory: Porovnanie vedľa seba

Nižšie uvedené porovnanie popisuje vyvážené dvojfázové napájanie a trojfázové napájanie. Nevyvážená dvojfázová prevádzka degraduje každú číslicu v pravom stĺpci.

Skryté metriky: Kde počet fáz v skutočnosti stojí peniaze

Výkon na menovke skrýva väčšinu rozdielov. Päť nižšie uvedených indexov umiestňuje vyvážený dvojfázový motor vedľa trojfázového motora s rovnakým menovitým výkonom na zdieľanej stupnici, kde trojfázový sa rovná 100. Sú to relatívne referenčné hodnoty z typickej praxe laminovania a navíjania, nie absolútne merania.

Dostupnosť pohonu je tam, kde dvojfázový stráca najviac pôdy. Štandardné pohony s premenlivou frekvenciou, softštartéry a stýkače s priamym zapojením predpokladajú trojfázový výstup a dvojfázová os potrebuje buď prispôsobený zosilňovač alebo sieť kondenzátorov, ktorá udrží 90-stupňový vzťah len blízko menovitých otáčok. Kompaktnosť rámu sa riadi rovnakou logikou: trojfázové vinutie rozdeľuje meď po celom obvode statora, takže daný rám nesie viac krútiaceho momentu, kým sa vinutia nasýtia.

Stupeň materiálu posúva tieto čísla rovnako ako počet fáz. Strata jadra, hrúbka laminácie a kvalita povlaku menia stratu železa v oboch topológiách a oceľ s nižšou stratou často získava vyššiu účinnosť ako fázová zmena pri rovnakej veľkosti rámu. Materiálové kompromisy sú uvedené v tejto príručke výber cievky z kremíkovej ocele .

Metóda stohovania je druhá páka. Prepletené, lepené a zvárané jadrá sa líšia faktorom stohovania a rizikom medzivrstvových skratov, ktoré sa prejavujú ako extra vírenie a v citlivých osiach ako merateľné zvlnenie krútiaceho momentu pri nízkej rýchlosti. Pri polohovacích prácach, kde je zvlnenie limitujúcim faktorom, prepojený stoh poskytuje opakovateľnú stavebnú výšku bez doby vytvrdzovania spoja.

Laminované jadro Interlock Naše Interlock Laminated Core sa vyrába pomocou pokročilých techník a vyznačuje sa dizajnom bez zvarov a lepidiel, ktorý zvyšuje efektivitu výroby a zároveň zabezpečuje p... Zobraziť produkt →

Kde je každá topológia stále špecifikovaná

Hrubé rozloženie toho, čo prechádza cez laminovacie lisy a linky na zváranie rámov, dnes vyzerá ako v tabuľke nižšie. Berte to skôr ako mix objednávok dodávateľa komponentov než ako prieskum trhu.

Dvojfázový dopyt sa sústreďuje na polohovanie: servoosi, krokové pohony, optické a medicínske prístroje a staršie ovládacie skrine, ktoré neboli nikdy prepojené. Výkon zriedka presahuje niekoľko kilowattov a motor zvyčajne vyberá skôr predajca pohonu ako výrobca stroja.

Trojfázový berie všetko, čo beží nepretržite alebo pri vysokom výkone. Generátory veterných turbín, lodný pohon a vysokonapäťové priemyselné motory používajú trojfázové vinutia a mechanická stránka je rovnako ľahostajná k počtu fáz: zváraný rám krabicového typu so správnou chladiacou dráhou, montážnym rozhraním a ochranou proti korózii slúži stroju v oboch smeroch, ako v týchto priemyselné zvárané skriňové motorové základne .

Sprievodca výberom: Päť kontrol predtým, ako sa zaviažete

Prepracujte ich v poradí. Prvé tri zvyčajne stanovia počet fáz predtým, ako cena vstúpi do diskusie.

Poznámky k údržbe, zhode a dlhodobým dodávkam

Počet fáz mení elektrický dizajn, ale povinnosti údržby a dodržiavania predpisov, ktoré nasledujú po uvedení stroja do prevádzky, sú z veľkej časti spoločné:

• Nevyváženosť napätia: trojfázové motory tolerujú zhruba 1 až 2 percentá nevyváženosti predtým, ako prúd zápornej sekvencie zahreje rotor a vynúti zníženie výkonu. Zaznamenajte nevyváženosť počas uvádzania do prevádzky a po akejkoľvek úprave panelu.
• Izolačná a tepelná trieda: overte nárast teploty v porovnaní s triedou izolácie, najmä v kompaktných dvojfázových servo rámoch, kde sa vinutie pohybuje bližšie k svojmu tepelnému limitu.
• Napätie hriadeľa pri PWM: prúdy v bežnom režime z meničov s premenlivou frekvenciou môžu časom vychýliť ložiská. Izolované uzávery konca ložísk na strane bez pohonu sú štandardným riešením pre dvojfázové servomotory aj trojfázové hnacie motory.
• Zvárané konštrukcie: rámy vyrábané podľa systému riadenia kvality zvárania, ako je ISO 3834, majú zdokumentovanú kontrolu procesu, ktorá je dôležitá pre námorné a veterné aplikácie, kde sa kontroluje integrita zvaru a ochrana proti korózii.
• Systémy riadenia: Pokrytie ISO 9001 a IATF 16949 hovorí obstarávateľovi, že vstupný materiál, parametre procesu a výstupná kontrola sa riadia dokumentovanou cestou. Pýtajte sa na rozsah certifikátu, nielen na certifikát.

Bez ohľadu na to, v ktorej fáze sa projekt ustáli, mechanický a magnetický dodávateľský reťazec sa takmer nezmení. Kremíková oceľ, lamely, stohované jadrá, zvárané rámy a koncové uzávery slúžia dvojfázovej osi a trojfázovému hnaciemu ústrojenstvu s rovnakou disciplínou procesu. Vyrovnanie týchto špecifikácií počas kontroly návrhu je vždy lacnejšie ako ich objavovanie počas montáže prototypu.