Различие асинхронного двигателя от двигателя на постоянных магнитах
В чем же принципиальное отличие этих двигателей? И какой лучше?
На этот вопрос, не отвечает толком в сети никто, тем более поставщики компрессорного оборудования!
Но специалисты ЯКомпрессор знают точный ответ, и в этой статье поделимся с вами этой информацией, чтобы вам было легче выбрать, то что вам нужно, и чтобы вы сделали это с полным пониманием дела!
А для начала, необходимо разобраться, какие два основных типа двигателя существуют в компрессорной тематике, какой у них принцип действия, и потом наконец что лучше или хуже.
И пойдем по порядку.
Для начала ремарка. В данной статье мы расскажем только о двух типах двигателей, которые применяются в компрессорной тематике, а это асинхронный и синхронный электродвигатель. Причем в случае с синхронным электродвигателем, это будет двигатель «на постоянных магнитах»
Асинхронный электродвигатель изобретен еще в позапрошлом веке.
Состоит из статора, это неподвижная часть двигателя. И ротора, ее еще называют беличьей клеткой, это уже как раз подвижная часть двигателя.
Статор
Ротор электродвигателя
В статоре расположена обмотка статора,
на которое подается напряжение сети.
А на подшипниках, вращается ротор, это как раз его подвижная часть.
Обмотка расположена под углом 120°. Если подать переменное напряжение, то внутри возникнет вращающееся магнитное поле. Которое создает так называемую электродвижущую силу или ЭДС.
Соответственно если внутрь такого статора, Поместить ротор, он будет вращаться.
Главная особенность Асинхронного электродвигателя в том, что внутри асинхронного двигателя ротор, всегда отстаёт по вращению, от поля статора. За счет этого и происходит движение двигателя. В случае если бы частоты совпали, двигатель бы остановился.
А значит при конструировании такого двигателя. обязательной является задача, обеспечить при работе асинхронного двигателя, такой режим, при котором поле статора, никогда не догонит поле ротора.
Ну и собственно поэтому такой двигатель и называется асинхронным, так как поля статора и ротора в нем не совпадают.
Теперь о достоинствах:
А к таковым в классическом асинхронном двигателе относится высокий пусковой момент.
В момент пуска, токи достигают значений в 5-7 раз превышающих номинальный.
Это дает очень быстрый крутящий момент на подключеный к нему узел будь то редуктор или винтовой блок.
Поэтому считается, что самозапуск такого двигателя и высокий крутящий момент, являются самыми большими плюсами.
Асинхронные двигатели как старейшее и в прочем достаточно надежное устройство, применяется в 80% случаев в мире.
Так же к достоинствам асинхронного двигателя, по мимо вышеперечисленных, можно добавить высокую надежность, простота конструкции.
Ну и к минусам, можно отнести так же тот же высокий пусковой ток, да это во многих ситуациях может быть большим минусом, особенно если у вас слабые сети, или уже давно не обслуживаемые. Ну и конечно с точки зрения затрат на электричество, это не лучший вариант.
А так же бОльшая стоимость в изготовлении в сравнении с аналогами, ну и конечно больший габарит такого двигателя.
А так же сложность использования, ремонта, и обслуживания.
Теперь поговорим про второй тип двигателя, который применяется в компрессорной тематике.
И это Синхронные электродвигатели.
А главным отличием Асинхронного двигателя и Синхронного двигателя, кроется в конструкции ротора и в принципе действия
А именно Ротор Синхронного двигателя, состоит из специального сердечника из электротехнической стали
Ротор электродвигателя на "постоянных магнитах"
На обмотки ротора синхронного двигателя, подается постоянное напряжение, которое возбуждает в них постоянное магнитное поле.
В некоторых моделях, вместо обмоток, устанавливают постоянные магниты. Это как раз и есть те типы двигателей, что используются в компрессорах.
Самостоятельное вращение ротора синхронного двигателя, из состояния покоя после подачи напряжения невозможно. И тут, дабы не загружать вас глубокими физическими процессами и терминами, углубляться и останавливаться подробно не будем. Но, для того чтобы запускать синхронный двигатель, делают следующее:
Для нормальной работы синхронного двигателя, его необходимо предать начальное вращение.
Для этого между обмотками ротора, размещается короткозамкнутая обмотка, аналогичная беличьей клетке которая применяется в асинхронном двигателе.
Благодаря чему, первоначально, двигатель запускается без подачи постоянно напряжения, на обмотки ротора.
В результате чего, в стержнях беличьей клетки, начинает индуцироваться ток, вызывающий вращение ротора.
А когда частота вращения ротора, достигает максимального или необходимого нам значения, на его катушки, подается постоянное напряжение. В результате противоположные полюса, магнитных полей статора и ротора притягиваются, и ротор начинает вращаться с синхронной скоростью магнитного поля статора.
Таким образом, синхронный двигатель, сохраняет частоту вращения, вне зависимости от нагрузки. Это и является преимуществом такого типа двигателя, ну или одним из основных преимуществ такого типа.
Благодаря этому, такие двигатели, очень удобно использовать в случаях, где необходимо менять частоту вращения, и получать стабильную работу на разной частоте вращения. Ну а меняется частота вращения, сегодня чаще всего за счет как раз частотных преобразователей.
Частотный преобразователь (инвертор)
Тем самым, когда применяется синхронный двигатель с частотным регулированием, мы можем получить во первых, более глубокую степень регулировки оборотов а значит и мощности двигателя, а значит можем и очень глубоко регулировать производительность компрессора.
И это как правило диапазон от 30 до 100% а иногда и того больше.
Двигатель с применением постоянных магнитов, за счет стабильной работы в разных частотах, не наводит так называемые гуляющие токи. И в его производстве не требуется большая дополнительная изоляция подшипников, статора и ротора.
Такой двигатель имеет в -3 раза меньшие габариты чем Асинхронный. За счет применения постоянных магнитов.
Ну и конечно, многие переживают, что двигатель на постоянных магнитах, сложней ремонтировать, но все совершенно наоборот.
Так как на роторе такого двигателя нет обмотки. То его в случае поломки, не нужно перематывать, а перемотка как всем известно, это не залог долгой последующей работы двигателя.
Так как это все же не производство с нуля в заводских условиях, поэтому там и погрешности будут, и количество обмотки может отличаться от заводского.
В случае же с двигателем на постоянных магнитах, можно поменять либо магниты, либо сам ротор. Что сильно проще и дешевле.
И можно работать дальше, долгие годы) .
Выводы.
Основное отличие электродвигателя на постоянных магнитах, и электродвигателя асинхронного типа, это:
А) конструкция; Б) принцип действия.
Где конструкция отличается, типом обмотки двигателя и ее количеством.
И в случае с асинхронным двигателем, и габариты двигателя, и количество обмотки сильно больше.
В вопросе стоимости двигателя и габаритов, это минус. Если рассуждать с точки зрения простоты и распространенности конструкции, то пока что, это самое массовое изделие. Напомню, что Асинхронный двигатель, используется в 80% случаев, по всему миру.
Но Тенденция меняется, и возможно соотношение в ближайшее время круто изменится.
И вот почему.
Синхронный двигатель на постоянных магнитах, в разы меньше в габаритах. Проще в изготовлении, из-за чего дешевле в себестоимости.
Более стабилен в вопросах как постоянной нагрузки, так и в вопросах нагрузки на разных частотах и оборотах. Что делает этот двигатель, практически не заменимым в случае использования с частотным регулированием. Гулящие токи, практически отсутствуют. Стабильная работа в широком диапазоне оборотов, из-за чего исключены перегревы и выход из строя по этой причине.
Ну и конечно тип ротора, в котором вместо обмотки, используются постоянные магниты. Что проще в замене или ремонте.
Поэтому Оба этих типа двигателя, пока остаются актуальными.
Но, за счёт последний достижений науки и производства, все чаще и интересней, становится использование синхронного двигателя, на постоянных магнитах.
Цена, габариты, плавный пуск, делают этот вариант невероятно привлекательным. При этом так же известный всем "Асинхронник", пока еще держит лидерство, но с высокой скоростью теряет позиции.
А конечно что и в какой ситуации выбрать, решать только Вам.
И конечно специалисты ЯКомпрессор в этой ситуации смогут помочь детально изучив вашу конкретную ситуацию.
Поэтому за подбором компрессора, и выбором типа двигателя для компрессора, обращайтесь к нам, мы знаем в этом толк!
