Wat is het verschil tussen een gewonden rotor-inductiemachine en een zelf-opgewekte inductiemachine?
Verschillen tussen gewikkelde rotor asynchrone motoren en kooirotor asynchrone motoren
Gewikkelde Rotor Asynchrone Motoren (WRIM) en Kooirotor Asynchrone Motoren (SCIM) zijn twee veelvoorkomende typen asynchrone motoren die verschillen in structuur, prestaties en toepassing. Hieronder staan de belangrijkste onderscheidingen tussen hen:
1. Constructie van de rotor
Gewikkelde Rotor Asynchrone Motor (WRIM):
De rotor bestaat uit driefase windingen die via glimmringen en borstels met externe circuits verbonden zijn. Dit stelt de rotorwindingen in staat om verbonden te worden met externe weerstanden of andere regelapparatuur.
De mogelijkheid om de rotorwindingen extern te regelen biedt meer flexibiliteit, vooral voor het opstarten en snelheidsregeling.
Kooirotor Asynchrone Motor (SCIM):
De rotor is gemaakt van gegoten aluminium of koperen staven die in een kooiachtige structuur zijn gerangschikt, vandaar de naam "kooirotormotor."
Dit ontwerp is eenvoudig en robuust, zonder glimmringen of borstels, wat leidt tot lagere onderhoudskosten. Het stelt echter geen directe externe regeling van de rotorstroom toe.
2. Opstartkenmerken
Gewikkelde Rotor Asynchrone Motor (WRIM):
Tijdens het opstarten kunnen weerstanden in serie met de rotorwindingen worden ingevoegd om de startstroom te verminderen en het startkoppel te verhogen. Terwijl de motor versnelt, worden de weerstanden geleidelijk verlaagd en uiteindelijk kortgesloten.
Deze methode zorgt voor een soepeler opstartproces, waardoor het geschikt is voor toepassingen die hoge startkoppels vereisen, zoals hijskranen, transportbanden en grote pompen.
Kooirotor Asynchrone Motor (SCIM):
Bij het opstarten is de rotorstroom hoog, wat leidt tot een aanzienlijke startstroom, meestal 6-8 keer de nominale stroom. Het startkoppel is relatief laag, ongeveer 1,5-2 keer het nominale koppel.
Om de startstroom te verminderen worden vaak ster-driehoek starters of soft starters gebruikt, maar de startprestaties zijn nog steeds niet zo goed als die van gewikkelde rotormotoren.
3. Snelheidsregeling
Gewikkelde Rotor Asynchrone Motor (WRIM):
De rotorwindingen kunnen via externe circuits worden geregeld, waardoor een breed scala aan snelheidsregeling mogelijk is. Algemene snelheidsregelmethoden zijn rotorspoedweerstandregeling en cascade-regeling.
Hoewel deze methode minder nauwkeurig is dan variabele frequentieregeling (VFD), is het effectief voor toepassingen die aanzienlijke snelheidsvariaties vereisen.
Kooirotor Asynchrone Motor (SCIM):
Traditionele kooirotormotoren hebben geen ingebouwde snelheidsregelcapaciteiten, omdat hun snelheid voornamelijk wordt bepaald door de voedingsspanningfrequentie. Om snelheidsregeling te bereiken, is meestal een VFD nodig om de voedingsspanningfrequentie te varieren.
VFD-regeling stelt precieze, trapteloze snelheidsaanpassing in, maar vergroot de systeemcomplexiteit en -kosten.
4. Efficiëntie en onderhoud
Gewikkelde Rotor Asynchrone Motor (WRIM):
De aanwezigheid van glimmringen en borstels vereist hogere onderhoudskosten, waaronder regelmatige inspectie en vervanging van borstels. Wrijving van de glimmringen en borstels leidt ook tot energieverlies, wat de motorefficiëntie beïnvloedt.
Echter, voor toepassingen die frequente opstarten, remmen of snelheidsregeling vereisen, kunnen de prestatievoordelen van gewikkelde rotormotoren de onderhoudskosten overtreffen.
Kooirotor Asynchrone Motor (SCIM):
Zonder glimmringen of borstels is het ontwerp eenvoudig, met minimale onderhoudsbehoeften en betrouwbare langetermijnbedrijf.
Efficiëntie is doorgaans hoger, vooral onder volledige belasting, omdat er geen extra mechanische wrijvingsverliezen zijn.
5. Toepassingsgebieden
Gewikkelde Rotor Asynchrone Motor (WRIM):
Geschikt voor toepassingen die hoge startkoppels, frequente opstarten/stoppen en snelheidsregeling vereisen, zoals:
Hijskranen
Transportbanden
Ventilatoren
Pompen
Walserijen in de metallurgische industrie
Kooirotor Asynchrone Motor (SCIM):
Wijdverspreid gebruikt in standaard industriële toepassingen waar snelheidsregeling of hoge startkoppels niet cruciaal zijn, zoals:
Airconditioningsystemen
Ventilatieapparatuur
Waterpompen
Transportbanden
Landbouwmachines
6. Kosten
Gewikkelde Rotor Asynchrone Motor (WRIM):
Vanwege de complexere structuur zijn de productiekosten hoger, vooral met de noodzaak voor extra componenten zoals glimmringen, borstels en regelsystemen.
Het is geschikt voor high-performance toepassingen, waar de initiële investering hoger kan zijn, maar de prestatievoordelen kunnen leiden tot verhoogde productiviteit in de loop van de tijd.
Kooirotor Asynchrone Motor (SCIM):
Het eenvoudige ontwerp resulteert in lagere productiekosten, waardoor het wijdverspreid wordt gebruikt in diverse algemene industriële apparatuur.
Ideaal voor kostengevoelige toepassingen, vooral die die geen complexe controle of snelheidsregeling vereisen.
Samenvatting
Gewikkelde rotorasynchrone motoren en kooirotorasynchrone motoren hebben elk hun eigen voordelen en nadelen. De keuze tussen de twee hangt af van de specifieke toepassingsvereisten. Gewikkelde rotormotoren bieden superieure startprestaties en snelheidsregeling, waardoor ze geschikt zijn voor toepassingen die hoge startkoppels en frequente snelheidsveranderingen vereisen. Aan de andere kant excelleren kooirotormotoren in eenvoud, lage onderhoudskosten en kosteneffectiviteit, waardoor ze wijdverspreid worden gebruikt in standaard industriële apparatuur.
