В чём разница между асинхронным двигателем переменного тока с короткозамкнутым ротором и двигателем с обмоточным ротором?

Трехфазный двигатель переменного тока является важнейшим компонентом в различных промышленных и коммерческих приложениях, обеспечивая надежную и эффективную мощность. Среди различных типов трехфазных двигателей переменного тока двигатели с короткозамкнутым ротором и с фазным ротором представляют собой две распространенные конструкции, каждый из которых имеет свои уникальные характеристики. Как поставщик трехфазных двигателей переменного тока, я здесь, чтобы пролить свет на различия между этими двумя типами и помочь вам принять обоснованное решение в соответствии с вашими конкретными потребностями.

Строительство

Самое фундаментальное различие между двигателями с короткозамкнутым ротором и двигателями с фазным ротором заключается в конструкции их ротора.

Белка - Ротор клетки

Ротор с короткозамкнутым ротором состоит из ламинированного железного сердечника с токопроводящими стержнями, расположенными в пазах по его окружности. Прутья закорочены с обоих концов концевыми кольцами, напоминающими беличью клетку – отсюда и название. Эта простая и прочная конструкция очень надежна, поскольку на роторе отсутствуют подвижные электрические соединения. Отсутствие щеток и контактных колец снижает требования к техническому обслуживанию и риск электрических сбоев. Простота также делает короткозамкнутые двигатели экономически выгодными в производстве, что является одной из причин их широкого использования.

Рана - Ротор Ротор

Напротив, двигатель с фазным ротором имеет ротор с трехфазной обмоткой, аналогичной обмотке статора. Концы обмоток ротора соединены с контактными кольцами, установленными на валу ротора. Внешние резисторы можно подключить к контактным кольцам через щетки. Такая конфигурация позволяет осуществлять внешнее управление цепью ротора, что является существенным преимуществом в некоторых приложениях. Однако наличие щеток и контактных колец увеличивает сложность двигателя и требует большего обслуживания по сравнению с двигателями с короткозамкнутым ротором.

Стартовые характеристики

Пусковое поведение двигателя является важным фактором, особенно в тех случаях, когда двигатель должен запускаться при больших нагрузках.

Белка - Клетка Моторс

Двигатели с короткозамкнутым ротором обычно имеют высокие пусковые токи, часто в 5–8 раз превышающие ток полной нагрузки. Этот высокий пусковой ток может вызвать падение напряжения в системе электропитания, что может повлиять на другое оборудование, подключенное к тому же источнику питания. Однако современные устройства плавного пуска и частотно-регулируемые приводы (ЧРП) могут использоваться для снижения пускового тока. Пусковой момент короткозамкнутого двигателя зависит от конструкции стержней ротора. Стандартные конструкции обеспечивают пусковой момент примерно 150–200 % от крутящего момента при полной нагрузке, тогда как конструкции с высоким крутящим моментом могут обеспечивать еще более высокие пусковые моменты.

Рана - Роторные двигатели

Двигатели с фазным ротором обладают лучшими пусковыми характеристиками. Добавляя внешние резисторы в цепь ротора во время запуска, можно ограничить пусковой ток и увеличить пусковой момент. Это позволяет двигателям с фазным ротором запускаться при больших нагрузках без потребления чрезмерного тока от источника питания. Внешние резисторы можно постепенно уменьшать по мере ускорения двигателя, обеспечивая плавный пуск. Пусковой момент двигателя с фазным ротором можно регулировать в пределах 300–400 % от крутящего момента при полной нагрузке, что делает его пригодным для таких применений, как дробилки, конвейеры и подъемники.

Контроль скорости

Регулирование скорости — еще одна область, в которой двигатели с короткозамкнутым ротором и двигателями с фазным ротором существенно различаются.

Белка - Клетка Моторс

Двигатели с короткозамкнутым ротором по существу являются двигателями с постоянной скоростью. Скорость двигателя с короткозамкнутым ротором определяется частотой источника питания и количеством полюсов двигателя. Без использования внешних устройств скорость двигателя с короткозамкнутым ротором невозможно легко изменить. Однако с использованием ЧРП скорость двигателя с короткозамкнутым ротором можно регулировать в широком диапазоне. ЧРП работают, изменяя частоту и напряжение питания, подаваемого на двигатель, что позволяет точно контролировать скорость.

Рана - Роторные двигатели

Двигатели с фазным ротором обладают встроенными возможностями регулирования скорости. Изменяя сопротивление в цепи ротора, можно регулировать скорость двигателя. Увеличение сопротивления ротора снижает скорость двигателя, а уменьшение сопротивления увеличивает скорость. Этот метод управления скоростью относительно прост и не требует дорогостоящего оборудования, такого как частотно-регулируемые приводы. Однако диапазон регулирования скорости двигателей с фазным ротором ограничен, а эффективность снижается по мере увеличения сопротивления ротора.

Эффективность и коэффициент мощности

КПД и коэффициент мощности являются важными параметрами, которые влияют на эксплуатационные расходы двигателя.

Белка - Клетка Моторс

Двигатели с короткозамкнутым ротором обычно более эффективны, чем двигатели с фазным ротором, особенно при полной нагрузке. Простая конструкция короткозамкнутого ротора обеспечивает меньшие потери за счет уменьшения трения и электрического сопротивления. Коэффициент мощности двигателей с короткозамкнутым ротором также относительно высок, обычно около 0,8–0,9. Высокий КПД и коэффициент мощности означают более низкое потребление энергии и эксплуатационные расходы на протяжении всего срока службы двигателя.

Рана - Роторные двигатели

Двигатели с фазным ротором имеют меньший КПД по сравнению с двигателями с короткозамкнутым ротором, особенно при работе с внешними резисторами в цепи ротора. Дополнительное сопротивление в цепи ротора приводит к увеличению потерь, снижая общий КПД двигателя. Коэффициент мощности двигателей с фазным ротором также ниже, обычно около 0,7–0,8. Однако в приложениях, где двигатель должен работать на переменных скоростях или запускаться при больших нагрузках, преимущества двигателей с фазным ротором могут перевешивать более низкий КПД.

Приложения

Различия в конструкции, пусковых характеристиках, регулировании скорости и эффективности делают двигатели с короткозамкнутым ротором и двигателями с фазным ротором подходящими для различных применений.

Белка - Клетка Моторс

Двигатели с короткозамкнутым ротором широко используются в устройствах, где требуется работа на постоянной скорости, например, в вентиляторах, насосах, компрессорах и станках. Их простота, надежность и высокая эффективность делают их популярным выбором в этих приложениях. Вы можете изучитьТрехфазный двигатель переменного тока мощностью 3 кВтиз нашего ассортимента продукции, который является отличным примером двигателя с короткозамкнутым ротором для общего применения.

Рана - Роторные двигатели

Двигатели с фазным ротором обычно используются в устройствах, где требуется высокий пусковой момент и работа с регулируемой скоростью, например, в кранах, подъемниках и больших конвейерах. Возможность контролировать пусковой ток и крутящий момент делает их идеальными для тяжелых условий эксплуатации. Если вам нужен двигатель с особыми требованиями, мы также предлагаемИндивидуальный двигатель постоянного токаварианты, которые можно адаптировать под ваши нужды.

Система охлаждения

Система охлаждения также является важным аспектом производительности двигателя.

Белка - Клетка Моторс

В двигателях с короткозамкнутым ротором часто используется простая система охлаждения, например, с вентиляторным или самовентилируемым охлаждением. Для более требовательных приложений используются более совершенные методы охлаждения, такие какIC 416 Охлаждениемогут быть использованы для обеспечения оптимальной производительности и надежности.

Рана - Роторные двигатели

Двигатели с фазным ротором могут потребовать более сложных систем охлаждения из-за более высоких потерь, особенно при работе с внешними резисторами. При проектировании системы охлаждения необходимо учитывать дополнительное тепло, выделяемое контуром ротора.

Как поставщик трехфазных двигателей переменного тока, мы понимаем важность выбора правильного двигателя для вашего применения. Нужен ли вам высокоэффективный короткозамкнутый двигатель для простого вентилятора или двигатель с фазным ротором для тяжелого конвейера, у нас есть опыт и продукты, отвечающие вашим потребностям. Если вы хотите узнать больше о наших трехфазных двигателях переменного тока или у вас есть особые требования для вашего проекта, свяжитесь с нами. Мы готовы помочь вам сделать лучший выбор и с нетерпением ждем обсуждения ваших потребностей в закупках.

Ссылки

• «Электрические двигатели и приводы: основы, типы и применение» Остина Хьюза и Билла Друри.
• «Анализ энергетических систем» Джона Грейнджера и Уильяма Стивенсона.