Różnica między różnymi typami silników

1. Różnice między silnikami prądu stałego i przemiennego

Schemat budowy silnika prądu stałego

Schemat budowy silnika prądu przemiennego

Silniki prądu stałego wykorzystują jako źródło zasilania prąd stały, natomiast silniki prądu przemiennego wykorzystują jako źródło zasilania prąd przemienny.

Konstrukcja silników prądu stałego jest stosunkowo prosta, ale ich konstrukcja jest złożona i trudna w utrzymaniu. Zasada działania silników prądu przemiennego jest złożona, ale ich konstrukcja jest stosunkowo prosta i łatwiejsza w utrzymaniu niż silników prądu stałego.

Pod względem ceny, silniki prądu stałego o tej samej mocy są droższe od silników prądu przemiennego. Biorąc pod uwagę regulator prędkości, cena silników prądu stałego jest wyższa niż silników prądu przemiennego. Oczywiście występują również znaczne różnice w konstrukcji i konserwacji.
Biorąc pod uwagę wydajność, ponieważ prędkość silników prądu stałego jest stabilna, a regulacja prędkości jest precyzyjna, czego nie można osiągnąć w przypadku silników prądu przemiennego, zamiast silników prądu przemiennego należy stosować silniki prądu stałego, które spełniają rygorystyczne wymagania dotyczące prędkości.
Regulacja prędkości silników prądu przemiennego jest stosunkowo skomplikowana, jest jednak powszechnie stosowana, ponieważ zakłady chemiczne wykorzystują prąd przemienny.

2. Różnice między silnikami synchronicznymi i asynchronicznymi

Jeśli wirnik obraca się z tą samą prędkością co stojan, nazywa się to silnikiem synchronicznym. Jeśli nie obracają się z tą samą prędkością, nazywa się to silnikiem asynchronicznym.

3. Różnica między silnikami zwykłymi i o zmiennej częstotliwości

Przede wszystkim, zwykłe silniki nie mogą być używane jako silniki o zmiennej częstotliwości. Zwykłe silniki są projektowane zgodnie ze stałą częstotliwością i stałym napięciem, a ich pełne dostosowanie do wymagań regulacji prędkości obrotowej za pomocą przetwornicy częstotliwości jest niemożliwe. Dlatego nie mogą być używane jako silniki o zmiennej częstotliwości.
Wpływ przetwornic częstotliwości na silniki polega głównie na zwiększeniu ich sprawności i zwiększeniu temperatury.
Przetwornica częstotliwości może generować różne poziomy harmonicznych napięcia i prądu podczas pracy, dzięki czemu silnik pracuje pod napięciem i prądem niesinusoidalnym. Wyższe harmoniczne powodują wzrost strat w miedzi stojanie silnika, strat w miedzi wirnika, strat w żelazie i strat dodatkowych.
Najważniejszym z nich są straty miedzi w wirniku. Straty te powodują generowanie dodatkowego ciepła przez silnik, obniżają sprawność i moc wyjściową, a wzrost temperatury zwykłych silników zazwyczaj wzrasta o 10–20%.
Częstotliwość nośna przetwornicy częstotliwości mieści się w zakresie od kilku kiloherców do ponad dziesięciu kiloherców, co powoduje, że uzwojenie stojana silnika wytrzymuje bardzo dużą szybkość wzrostu napięcia, co jest równoważne przyłożeniu do silnika bardzo stromego napięcia impulsowego, co sprawia, że ​​izolacja międzyzwojowa silnika wytrzymuje trudniejszą próbę.
Gdy zwykłe silniki są zasilane przez przetwornice częstotliwości, drgania i hałas powodowane przez czynniki elektromagnetyczne, mechaniczne, wentylacyjne i inne staną się bardziej skomplikowane.
Harmoniczne zawarte w zasilaniu o zmiennej częstotliwości zakłócają wewnętrzne harmoniczne przestrzenne części elektromagnetycznej silnika, powodując powstawanie różnych sił wzbudzenia elektromagnetycznego, co zwiększa hałas.
Ze względu na szeroki zakres częstotliwości roboczej silnika i duży zakres zmian prędkości, częstotliwości różnych fal sił elektromagnetycznych są trudne do pominięcia w przypadku częstotliwości drgań własnych różnych części konstrukcyjnych silnika.
Gdy częstotliwość zasilania jest niska, straty spowodowane wyższymi harmonicznymi w zasilaniu są duże; po drugie, gdy prędkość silnika o zmiennej prędkości zostanie zmniejszona, objętość powietrza chłodzącego zmniejsza się wprost proporcjonalnie do sześcianu prędkości, co powoduje, że ciepło silnika nie jest rozpraszane, wzrost temperatury gwałtownie wzrasta i trudno jest uzyskać stały moment obrotowy.

4. Różnica konstrukcyjna między silnikami zwykłymi a silnikami o zmiennej częstotliwości

01. Wymagania dotyczące wyższego poziomu izolacji
Generalnie, poziom izolacji silników o zmiennej częstotliwości wynosi F lub więcej. Należy wzmocnić izolację uziemienia i wytrzymałość izolacji zwojów przewodu, a w szczególności zwrócić uwagę na zdolność izolacji do wytrzymywania napięcia impulsowego.
02. Wyższe wymagania dotyczące drgań i hałasu dla silników o zmiennej częstotliwości
Silniki o zmiennej częstotliwości powinny w pełni uwzględniać sztywność podzespołów silnika i całości, a także starać się zwiększać ich częstotliwość drgań własnych, aby uniknąć rezonansu z każdą falą siły.
03. Różne metody chłodzenia silników o zmiennej częstotliwości
Silniki o zmiennej częstotliwości zazwyczaj wykorzystują chłodzenie wymuszone, co oznacza, że ​​główny wentylator chłodzący silnik jest napędzany przez niezależny silnik.
04. Wymagane są różne środki ochrony
W przypadku silników o zmiennej częstotliwości o mocy powyżej 160 kW należy zastosować środki izolacji łożysk. Łatwo jest wytworzyć asymetrię obwodu magnetycznego i prąd na wale. W przypadku łącznego prądu generowanego przez inne elementy o wysokiej częstotliwości, prąd na wale znacznie wzrośnie, co może prowadzić do uszkodzenia łożyska, dlatego zazwyczaj stosuje się środki izolacji. W przypadku silników o stałej mocy i zmiennej częstotliwości, gdy prędkość obrotowa przekracza 3000 obr./min, należy zastosować specjalny smar odporny na wysokie temperatury, aby skompensować wzrost temperatury łożyska.
05. Inny układ chłodzenia
Wentylator chłodzący silnik o zmiennej częstotliwości korzysta z niezależnego źródła zasilania, aby zapewnić ciągłą wydajność chłodzenia.

2.Podstawowa wiedza o silnikach

Wybór silnika
Podstawowe treści wymagane przy wyborze silnika to:
Rodzaj obciążenia, moc znamionowa, napięcie znamionowe, prędkość znamionowa i inne warunki.
Typ obciążenia · Silnik prądu stałego · Silnik asynchroniczny · Silnik synchroniczny
W przypadku maszyn o ciągłej produkcji ze stabilnym obciążeniem i bez specjalnych wymagań dotyczących rozruchu i hamowania należy preferować silniki synchroniczne z magnesami trwałymi lub zwykłe silniki asynchroniczne klatkowe, które są powszechnie stosowane w maszynach, pompach wodnych, wentylatorach itp.
W przypadku maszyn produkcyjnych wymagających częstego rozruchu i hamowania oraz dużego momentu rozruchowego i hamowania, takich jak suwnice pomostowe, wyciągi górnicze, sprężarki powietrza, walcarki nieodwracalne itp., należy stosować silniki synchroniczne z magnesami trwałymi lub silniki asynchroniczne uzwojone.
W sytuacjach, w których nie ma potrzeby regulacji prędkości, a wymagana jest stała prędkość lub trzeba poprawić współczynnik mocy, należy stosować silniki synchroniczne z magnesami trwałymi, np. w pompach wodnych o średniej i dużej wydajności, sprężarkach powietrza, wciągnikach, młynach itp.
W przypadku maszyn produkcyjnych wymagających regulacji prędkości w zakresie większym niż 1:3 oraz ciągłej, stabilnej i płynnej regulacji prędkości, zaleca się stosowanie silników synchronicznych z magnesami trwałymi lub silników prądu stałego z wzbudzeniem obcym albo silników asynchronicznych klatkowych z regulacją prędkości za pomocą zmiennej częstotliwości, takich jak duże precyzyjne obrabiarki, strugarki bramowe, walcarki, wciągniki itp.
Mówiąc ogólnie, typ silnika można w przybliżeniu określić, podając rodzaj napędzanego obciążenia, moc znamionową, napięcie znamionowe i prędkość znamionową silnika.
Jednakże, aby wymagania dotyczące obciążenia mogły być optymalnie spełnione, te podstawowe parametry są zdecydowanie niewystarczające.
Inne parametry, które należy podać, to m.in.: częstotliwość, układ roboczy, wymagania dotyczące przeciążenia, poziom izolacji, poziom ochrony, moment bezwładności, krzywa momentu obrotowego rezystancji obciążenia, metoda instalacji, temperatura otoczenia, wysokość, wymagania dotyczące warunków zewnętrznych itp. (podawane zgodnie ze szczególnymi okolicznościami).

3.Podstawowa wiedza o silnikach

Kroki wyboru silnika
Gdy silnik pracuje lub ulegnie awarii, można zastosować cztery metody: patrzenia, słuchania, wąchania i dotykania, aby zapobiec usterce lub na czas ją usunąć, co pozwoli zagwarantować bezpieczną pracę silnika.
1. Spójrz
Obserwuj, czy podczas pracy silnika nie występują żadne nieprawidłowości, które objawiają się głównie w następujących sytuacjach.
1. W przypadku zwarcia uzwojenia stojana z silnika może wydobywać się dym.
2. Gdy silnik jest poważnie przeciążony lub pracuje w fazie zaniku, prędkość spada, a dźwięk staje się głośniejszy i „brzęczący”.
3. Gdy silnik pracuje normalnie, ale nagle się zatrzymuje, można zauważyć iskry wydobywające się z luźnego połączenia; bezpiecznik jest przepalony lub jakaś część jest zablokowana.
4. Jeżeli silnik mocno wibruje, przyczyną może być zacięcie się przekładni lub nieprawidłowe zamocowanie silnika, poluzowane śruby stopowe itp.
5. Jeśli na punktach styku i połączeniach wewnątrz silnika widoczne są przebarwienia, ślady przypalenia i zadymienia, może to oznaczać, że nastąpiło lokalne przegrzanie, słaby styk na połączeniu przewodnika lub spalenie uzwojenia itp.
2. Słuchaj
Podczas normalnej pracy silnika powinien on wydawać jednolity i cichszy „brzęczący” dźwięk, bez hałasu i szczególnych dźwięków.
Jeśli hałas jest zbyt głośny, w tym hałas elektromagnetyczny, hałas łożysk, hałas wentylacji, hałas tarcia mechanicznego itp., może to być zjawisko poprzedzające lub będące usterką.
1. W przypadku szumu elektromagnetycznego, jeżeli silnik wydaje wysoki, niski i ciężki dźwięk, przyczyny mogą być następujące:
(1) Szczelina powietrzna między stojanem a wirnikiem jest nierównomierna. W tym momencie dźwięk jest wysoki i niski, a odstęp między dźwiękami wysokimi i niskimi pozostaje niezmieniony. Jest to spowodowane zużyciem łożysk, które powoduje, że stojan i wirnik nie są współosiowe.
(2) Prąd trójfazowy jest niesymetryczny. Jest to spowodowane nieprawidłowym uziemieniem, zwarciem lub słabym stykiem uzwojenia trójfazowego. Jeśli dźwięk jest bardzo stłumiony, oznacza to, że silnik jest poważnie przeciążony lub pracuje z zanikiem fazy.
(3) Rdzeń żelazny jest luźny. Podczas pracy silnika wibracje powodują poluzowanie się śrub mocujących rdzeń żelazny, co powoduje poluzowanie się blachy krzemowej rdzenia żelaznego i hałas.
2. W przypadku hałasu łożysk należy regularnie monitorować go podczas pracy silnika. Metoda monitorowania jest następująca: przyłóż jeden koniec śrubokręta do miejsca montażu łożyska, a drugi do ucha, a usłyszysz dźwięk pracy łożyska. Jeśli łożysko pracuje prawidłowo, dźwięk jest ciągły i delikatny, bez żadnych wahań ani odgłosów tarcia metalu.
Jeżeli występują poniższe dźwięki, jest to zjawisko nieprawidłowe:
(1) Podczas pracy łożyska słychać „piszczenie”. Jest to dźwięk tarcia metalu, który zazwyczaj jest spowodowany brakiem oleju w łożysku. Należy zdemontować łożysko i dodać odpowiednią ilość smaru.
(2) Jeśli słychać „ćwierkanie”, to jest to dźwięk wydawany podczas obrotu kulki. Jest to zazwyczaj spowodowane wysychaniem smaru lub brakiem oleju. Można dodać odpowiednią ilość smaru.
(3) Jeśli występuje dźwięk „klikania” lub „pisku”, jest to dźwięk wywoływany przez nieregularny ruch kulki w łożysku. Jest to spowodowane uszkodzeniem kulki w łożysku lub długotrwałym nieużywaniem silnika, co powoduje wysychanie smaru.
3. Jeżeli mechanizm przekładniowy i mechanizm napędzany wydają dźwięk ciągły zamiast dźwięku zmiennego, można sobie z tym poradzić w następujący sposób.
(1) Okresowy dźwięk „pyknięcia” jest spowodowany nierównym połączeniem paska.
(2) Okresowy dźwięk „dong dong” jest spowodowany luzem pomiędzy sprzęgłem lub kołem pasowym a wałem, a także zużyciem wpustu lub rowka wpustowego.
(3) Nierównomierny dźwięk zderzenia powstaje na skutek zderzenia łopatek z pokrywą wentylatora.

3. Zapach
Uszkodzenia można również ocenić i zapobiec im poprzez zapach silnika.
Otwórz skrzynkę przyłączeniową i sprawdź, czy nie czuć zapachu spalenizny. Jeśli wyczuwalny jest specyficzny zapach farby, oznacza to, że temperatura wewnętrzna silnika jest zbyt wysoka; jeśli wyczuwalny jest silny lub intensywny zapach spalenizny, może to oznaczać uszkodzenie siatki konserwacyjnej warstwy izolacyjnej lub spalenie uzwojenia.
Jeśli nie ma zapachu, należy zmierzyć rezystancję izolacji między uzwojeniem a obudową megaomomierzem. Jeśli jest ona mniejsza niż 0,5 megaoma, należy ją osuszyć. Jeśli rezystancja wynosi zero, oznacza to uszkodzenie.
4. Dotyk
Dotknięcie temperatury niektórych części silnika może również pomóc w ustaleniu przyczyny usterki.
Aby zapewnić bezpieczeństwo, należy dotykać obudowy silnika i otaczających ją części łożyska wierzchem dłoni.
Jeżeli temperatura jest nienormalna, przyczyny mogą być następujące:
1. Słaba wentylacja. Na przykład spadający wentylator, zatkany kanał wentylacyjny itp.
2. Przeciążenie. Prąd jest zbyt duży i uzwojenie stojana jest przegrzane.
3. Zwoje uzwojenia stojana są zwarte lub prąd trójfazowy jest niesymetryczny.
4. Częste ruszanie i hamowanie.
5. Jeśli temperatura wokół łożyska jest zbyt wysoka, może to być spowodowane uszkodzeniem łożyska lub brakiem oleju.

Regulacja temperatury łożysk silnika, przyczyny i leczenie nieprawidłowości

Przepisy stanowią, że maksymalna temperatura łożysk tocznych nie może przekraczać 95°C, a łożysk ślizgowych 80°C. Wzrost temperatury nie może przekroczyć 55°C (wzrost temperatury to różnica między temperaturą łożyska a temperaturą otoczenia podczas testu).

Przyczyny i sposoby leczenia nadmiernego wzrostu temperatury łożysk:

(1) Przyczyna: Wał jest wygięty i linia środkowa nie jest dokładna. Leczenie: Ponowne znalezienie środka.
(2) Przyczyna: Luźne śruby fundamentowe. Postępowanie: Dokręcić śruby fundamentowe.

(3) Przyczyna: Smar nie jest czysty. Postępowanie: Wymień smar.

(4) Przyczyna: Smar był używany zbyt długo i nie został wymieniony. Postępowanie: Wyczyść łożyska i wymień smar.
(5) Przyczyna: Uszkodzona kulka lub wałek w łożysku. Postępowanie: Wymienić łożysko na nowe.

Anhui Mingteng Permanent-Magnetic Machinery & Electrical Equipment Co., Ltd.(https://www.mingtengmotor.com/) od 17 lat dynamicznie się rozwija. Firma opracowała i wyprodukowała ponad 2000 silników z magnesami trwałymi w seriach konwencjonalnych, o zmiennej częstotliwości, przeciwwybuchowych, przeciwwybuchowych o zmiennej częstotliwości, z napędem bezpośrednim i przeciwwybuchowych z napędem bezpośrednim. Silniki te z powodzeniem pracują w wentylatorach, pompach wodnych, przenośnikach taśmowych, młynach kulowych, mikserach, kruszarkach, zgarniaczach, pompach olejowych, przędzarkach i innych urządzeniach w różnych sektorach, takich jak górnictwo, hutnictwo i energetyka, osiągając dobre efekty energooszczędności i zyskując szerokie uznanie.

Prawa autorskie: Niniejszy artykuł jest przedrukiem oryginalnego linku:

https://mp.weixin.qq.com/s/hLDTgGlnZDcGe2Jm1oX0Hg

Niniejszy artykuł nie odzwierciedla poglądów naszej firmy. Jeśli masz inne zdanie lub poglądy, prosimy o ich skorygowanie!