Perbandingan berbagai jenis motor listrik (apa bedanya), karakteristik, kelebihan dan kekurangan, karakteristik penggunaannya

Kemungkinan desain motor listrik menjamin pemenuhan berbagai persyaratan - dalam hal daya, karakteristik mekanis, dan kondisi kerja eksternal. Hal ini memungkinkan industri elektroteknik untuk memproduksi rangkaian motor khusus yang ditujukan untuk industri tertentu, yang paling sesuai dengan mode pengoperasian mesin yang bekerja ini.

Pemilihan motor listrik dimulai dengan pemilihan jenis motor yang sesuai dengan karakteristik mekanis mode operasi mekanisme penggerak, dengan mempertimbangkan karakteristik ekonomis dari berbagai jenis: harga, efisiensi, cos phi.

Industri listrik menghasilkan jenis motor listrik berikut:

Motor sangkar-tupai tiga fase asinkron

Dari semua jenis motor listrik, mereka adalah yang paling sederhana dalam desain, dapat diandalkan secara mekanis, mudah dioperasikan dan dikendalikan, dan termurah. Karakteristik mekanisnya adalah «kaku»: kecepatan berubah sedikit pada semua nilai beban.Arus awal yang besar (5-7 kali nominal). Mengontrol putaran itu sulit dan hampir tidak pernah dilakukan sebelumnya.

Motor listrik multi-kecepatan diproduksi, yang digunakan dalam penggerak mesin pemotong logam dan berbagai unit yang tidak memiliki perangkat khusus untuk mengubah kecepatan. Mereka diproduksi dengan rotor sangkar-tupai, dua, tiga dan empat kecepatan, dengan mengganti jumlah kutub belitan stator.

Kerugian utama dari motor listrik asinkron adalah Faktor kekuatan (cos phi) selalu terasa kurang dari satu, terutama saat memuat.

Saat ini, masalah yang terkait dengan arus awal yang besar dari motor listrik tiga fase asinkron diselesaikan dengan bantuanpemula yang lembut (starter lunak), dan masalah kontrol kecepatan diselesaikan dengan menghubungkan motor listrik melaluikonverter frekuensi.

Keuntungan dari motor listrik asinkron, yang telah menyediakan aplikasi yang begitu luas dan tersebar luas, adalah sebagai berikut:

• hasil ekonomi yang tinggi. Efisiensi motor listrik untuk penggunaan massal berkisar antara 0,8-7-0,9, untuk mesin besar - hingga 0,95 dan lebih banyak;

• kesederhanaan desain, keandalan mekanis, kemudahan manajemen;

• kemungkinan pelepasan ke kapasitas praktis yang diperlukan;

• kemudahan penerapan bentuk struktural mesin untuk kondisi operasional: pada suhu tinggi, pemasangan di luar ruangan dan paparan berbagai faktor iklim, dengan adanya debu atau kelembapan tinggi, dalam kondisi ledakan, dll.

• kesederhanaan kontrol otomatis, baik sebagai mesin kerja tunggal maupun sekelompoknya yang dihubungkan oleh satu proses produksi.

Motor listrik tiga fase asinkron dengan cincin selip dan start rheostat

Dibandingkan dengan korsleting — kompleksitas kontrol yang lebih besar dan biaya tinggi. Karakteristik lainnya sama dengan motor listrik tiga fase asinkron dengan rotor sangkar-tupai.

Motor listrik fase tunggal asinkron

Dibandingkan dengan tiga fase — efisiensi lebih rendah, cos phi lebih rendah. Mereka diproduksi hanya dalam kapasitas unit kecil.

Perangkat dan prinsip pengoperasian motor listrik asinkron

Jenis motor asinkron

Motor multi-kecepatan dan penggunaannya

Motor sinkron

Secara struktural lebih kompleks dan lebih mahal daripada asinkron; lebih sulit untuk dikelola. Efisiensinya jauh lebih tinggi daripada efisiensi asinkron. Putaran hanya bergantung pada frekuensi arus dan pada frekuensi konstan tidak berubah sama sekali untuk semua beban. Kontrol kecepatan tidak berlaku. Keuntungan utama adalah kemungkinan untuk bekerja dengan cos phi = 1 dan dalam mode kapasitif. Mereka diproduksi dan digunakan terutama dalam unit kapasitas di atas 100 kW.

Cara membedakan motor sinkron dengan motor induksi

Metode dan skema untuk memulai motor sinkron

motor AC

Keuntungan utama adalah kontrol kecepatan yang baik. Kompleks secara struktural. Kehadiran kolektor dan sikat memengaruhi keandalan motor listrik dan membutuhkan perawatan khusus.

Motor listrik dengan eksitasi arus searah, seri, paralel dan campuran

Secara struktural, ini jauh lebih kompleks dan jauh lebih mahal daripada asinkron. Mereka lebih sulit dikendalikan dan membutuhkan pengawasan operasional yang konstan. Keuntungan utama adalah kemampuan yang mudah untuk mengontrol kecepatan dengan lancar dan dalam rentang yang cukup lebar.

Karakteristik mekanis motor seri adalah "lunak": kecepatan berubah sangat sensitif dengan beban, kecepatan motor shunt sedikit berubah dengan fluktuasi beban.

Kerugian umum dari motor DC adalah kebutuhan akan perangkat tambahan untuk mendapatkan arus searah (penguat magnet, pengatur tegangan thyristor, dll.).

perangkat motor DC

Perangkat dan prinsip pengoperasian motor DC brushless modern

Motor listrik dari sistem kontrol otomatis: motor stepper dan servo.

Apa perbedaan antara penggerak servo dan motor stepper

Metode kontrol servo

Dalam tipe yang dipilih, motor dipilih untuk kecepatan putaran dan daya yang dibutuhkan.

Pilihan mesin yang tepat dari sudut pandang tenaga sangat penting, yang secara signifikan mempengaruhi indikator ekonomi dan produktivitas mesin yang bekerja.

Hasil estimasi daya terpasang motor yang terlalu tinggi akan beroperasi dengan nilai efisiensi yang berkurang, dan untuk motor induksi AC dengan nilai cos phi yang berkurang, selain itu, investasi modal untuk peralatan listrik akan terlalu tinggi.

Meremehkan tenaga pasti akan mengarah pada fakta bahwa mesin akan terlalu panas dan cepat rusak.

Semakin besar beban pada mesin, maka semakin besar jumlah panas yang dihasilkan pada mobil tersebut, artinya semakin tinggi suhu yang akan mengendap. kesetimbangan termal.

Dalam desain mesin listrik, elemen yang paling sensitif terhadap suhu yang menentukan kapasitas beban mesin adalah insulasi belitan.

Semua kehilangan energi di motor — di belitannya ("kerugian tembaga"), di sirkuit magnetik ("kerugian baja"), di gesekan bagian yang berputar terhadap udara dan di bantalan, di ventilasi ("kerugian mekanis") diubah menjadi panas .

Menurut standar saat ini, suhu pemanasan bahan isolasi yang biasa digunakan untuk belitan mesin listrik (bahan isolasi kelas A) tidak boleh melebihi 95 ° C. Pada suhu ini, motor dapat beroperasi dengan andal selama sekitar 20 tahun.

Setiap kenaikan suhu di atas 95 ° C menyebabkan keausan insulasi yang dipercepat. Jadi, pada suhu 110 ° C, masa pakai akan berkurang menjadi 5 tahun, pada suhu 145 ° C (yang dapat dicapai dengan meningkatkan kekuatan arus dibandingkan dengan nominal, hanya sebesar 25%), insulasi akan dihancurkan selama 1,5 bulan, dan pada suhu 225 ° C (yang sesuai dengan peningkatan kekuatan arus sebesar 50%), insulasi koil akan menjadi tidak dapat digunakan dalam waktu 3 jam.

Apa yang menentukan masa pakai motor listrik

Pilihan motor dalam hal tenaga dibuat tergantung pada sifat beban yang diciptakan oleh mekanisme penggerak. Jika bebannya seragam, yang terjadi pada penggerak pompa, kipas, motor diambil dengan daya pengenal yang sama dengan beban.

Namun, lebih sering, jadwal beban mesin tidak merata: beban meningkat bergantian dengan penurunan, hingga pemalasan. Dalam kasus ini, motor dipilih dengan daya pengenal lebih rendah dari beban maksimum, karena selama periode pengurangan beban (atau pengereman), motor akan menjadi dingin.

Metode telah dikembangkan untuk memilih tenaga mesin sesuai dengan jadwal bebannya, yaitu. dengan mode operasi mekanisme penggerak. Ini diuraikan dalam panduan khusus.

Pemilihan motor listrik untuk peralatan dengan berbagai jenis beban dan mode operasi

Pemilihan peralatan listrik sesuai dengan karakteristik teknis

Pilihan skema koneksi fase motor listrik — menghubungkan belitan dengan bintang dan delta