В чем разница между машиной с фазным ротором и самовозбуждающейся индукционной машиной
Различия между асинхронными двигателями с фазным ротором и короткозамкнутым ротором
Асинхронные двигатели с фазным ротором (WRIM) и короткозамкнутым ротором (SCIM) являются двумя распространенными типами асинхронных двигателей, которые отличаются по конструкции, характеристикам и применению. Ниже приведены ключевые различия между ними:
1. Конструкция ротора
Асинхронный двигатель с фазным ротором (WRIM):
Ротор состоит из трехфазных обмоток, соединенных с внешними цепями через коллекторы и щетки. Это позволяет подключать обмотки ротора к внешним резисторам или другим устройствам управления.
Возможность внешнего регулирования обмоток ротора обеспечивает более гибкое управление, особенно при запуске и регулировании скорости.
Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором (SCIM):
Ротор изготовлен из отливок алюминия или медных стержней, расположенных в виде клетки, отсюда и название "двигатель с короткозамкнутым ротором."
Эта конструкция проста и надежна, без коллекторов и щеток, что снижает затраты на обслуживание. Однако она не позволяет напрямую регулировать ток ротора извне.
2. Запуск
Асинхронный двигатель с фазным ротором (WRIM):
При запуске резисторы могут быть включены последовательно с обмотками ротора, чтобы уменьшить пусковой ток и увеличить пусковой момент. По мере разгона двигателя резисторы постепенно уменьшаются и в конце концов замыкаются.
Этот метод обеспечивает более плавный процесс запуска, что делает его подходящим для применения, требующего высокого пускового момента, таких как краны, конвейеры и большие насосы.
Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором (SCIM):
При запуске ток ротора высок, что приводит к значительному пусковому току, обычно в 6-8 раз превышающему номинальный ток. Пусковой момент относительно низкий, около 1,5-2 раз номинального момента.
Для уменьшения пускового тока часто используются звездно-треугольные пускатели или мягкие пускатели, но характеристики запуска все равно не так хороши, как у двигателей с фазным ротором.
3. Регулирование скорости
Асинхронный двигатель с фазным ротором (WRIM):
Обмотки ротора можно регулировать через внешние цепи, что позволяет осуществлять широкий диапазон регулирования скорости. Общие методы регулирования скорости включают регулирование сопротивлением ротора и каскадное регулирование.
Хотя этот метод менее точен, чем регулирование частотой (VFD), он эффективен для применений, требующих существенного изменения скорости.
Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором (SCIM):
Традиционные двигатели с короткозамкнутым ротором не имеют встроенных возможностей регулирования скорости, так как их скорость определяется в основном частотой питания. Для достижения регулирования скорости обычно требуется VFD для изменения частоты питания.
Контроль VFD обеспечивает точную, бесступенчатую регулировку скорости, но увеличивает сложность и стоимость системы.
4. Эффективность и обслуживание
Асинхронный двигатель с фазным ротором (WRIM):
Присутствие коллекторов и щеток требует более высокого обслуживания, включая регулярный осмотр и замену щеток. Трение от коллекторов и щеток также приводит к некоторым потерям энергии, что влияет на эффективность двигателя.
Однако для применений, требующих частых запусков, торможений или регулирования скорости, преимущества производительности двигателей с фазным ротором могут перевесить затраты на обслуживание.
Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором (SCIM):
Без коллекторов и щеток конструкция проста, требует минимального обслуживания и обеспечивает надежную долгосрочную работу.
Эффективность обычно выше, особенно при полной нагрузке, так как нет дополнительных механических потерь на трение.
5. Области применения
Асинхронный двигатель с фазным ротором (WRIM):
Подходит для применений, требующих высокого пускового момента, частых запусков/остановок и регулирования скорости, таких как:
Краны
Конвейеры
Вентиляторы
Насосы
Прокатные станы в металлургической промышленности
Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором (SCIM):
Широко используется в стандартных промышленных применениях, где регулирование скорости или высокий пусковой момент не являются критическими, таких как:
Системы кондиционирования воздуха
Вентиляционное оборудование
Насосы для воды
Ленточные конвейеры
Сельскохозяйственная техника
6. Стоимость
Асинхронный двигатель с фазным ротором (WRIM):
Из-за более сложной конструкции себестоимость производства выше, особенно с учетом необходимости использования дополнительных компонентов, таких как коллекторы, щетки и системы управления.
Подходит для высокопроизводительных применений, где первоначальные инвестиции могут быть выше, но преимущества производительности могут привести к увеличению продуктивности со временем.
Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором (SCIM):
Простая конструкция приводит к более низкой себестоимости производства, что делает его широко используемым в различных общепромышленных устройствах.
Идеален для применений, чувствительных к стоимости, особенно тех, которые не требуют сложного управления или регулирования скорости.
Заключение
Асинхронные двигатели с фазным ротором и короткозамкнутым ротором имеют свои собственные преимущества и недостатки. Выбор между ними зависит от конкретных требований применения. Двигатели с фазным ротором обеспечивают лучшую производительность при запуске и регулировании скорости, что делает их подходящими для применений, требующих высокого пускового момента и частых изменений скорости. С другой стороны, двигатели с короткозамкнутым ротором выделяются простотой, низким обслуживанием и экономичностью, что делает их широко используемыми в стандартном промышленном оборудовании.
