Электропривод неизменного и переменного тока, сопоставление главных черт приводов в промышленном применении

Свойства дела мощности и скорости в режиме S1 движков неизменного и переменного тока:

Электропривод неизменного и переменного тока, сопоставление главных черт приводов в промышленном применении

(1) В отличии от стандартного асинхронного мотора с фиксированной базисной (номинальной) частотой вращения (синхронные скорости 3000/1500/1000/… об/мин на 50 Гц), двигатель неизменного тока может быть спроектирован с базисной частота вращения в спектре приблизительно от 300 до 4000 об/мин для каждой рабочей точки.
(2) Зависимо от типоразмера движки неизменного тока (как скомпенсированные, так и не скомпенсированные) могут иметь область работы с ослаблением поля 1 : 3 либо 1 : 5 .
(3) Ограничение мощности связано с наибольшим моментом асинхронного мотора, уменьшающимся назад квадрату скорости (1/n2).
(4) Ограничение мощности связано с уменьшением коммутационной возможности коллекторного мотора неизменного тока.

Сопоставление рабочих черт движков указывает, что двигатель неизменного тока прибыльнее асинхронного при длительной работе на низких скоростях и для широкого спектра скоростей при неизменной мощности.
Перегрузочная способность в краткосрочном режиме зависит не только лишь от характеристик мотора, но в большой степени от черт преобразователя частоты / тиристорного преобразователя.
Чем обширнее спектр скоростей, в каком двигатель может выдать наивысшую мощность, тем он лучше может быть приспособлен к процессам, требующим обеспечения неизменного момента во всем спектре скоростей.
Обычное применение: намоточные устройства.

• Типоразмеры, моменты инерции и время разгона:
Главные технические различия движков неизменного и переменного тока, способы формирования магнитного потока и рассеивание утрат мощности также обуславливают разные размеры (высоту оси вращения вала H) и момент инерции ротора (Jrotor), при одном и том же номинальном моменте вращения мотора.
Движки неизменного тока имеют существенно наименьшую высоту оси вращения H и массу ротора, чем асинхронные движки, и как следует обладаю более низким моментом инерции ротора Jrotor, что является значимым преимуществом в высокодинамичных применениях, таких как испытательные стенды, летучие ножницы, и реверсивные приводы, потому что это оказывает влияние на время разгона и динамический отклик мотора в 4-х квадрантных приложениях (в двигательных и тормозных режимах).

• Широкий спектр скоростей при неизменной мощности (работа с ослаблением поля либо спектр регулировки возбуждения):
Для специализированных приводных приложений, как привод намотчика и размотчика, испытательный щит, лебедка и т.д., требуется очень широкий спектр скоростей при неизменной мощности. В данном случае, обычный режим работы с ослаблением поля мотора неизменного тока с независящим возбуждением является в особенности экономически действенным. Это значит: широкий спектр скоростей, при котором двигатель может выдавать наивысшую мощность (длина горизонтальной полосы свойства на рис.5 от nG до n1), требуется наименьший припас по мощности мотора Pmax(motor) / Pmax(load).

• Сервис мотора:
В текущее время, зависимо от трудности приложения, ресурс щеток мотора неизменного тока составляет, приблизительно, 7000 … 12000 часов, благодаря современному коллекторному узлу, углеродистым щеткам и оптимизированному полю возбуждения. Зависимо от механических критерий эксплуатации, интервал подмены смазки в движках неизменного/переменного тока может быть соизмерим, а часто и меньше, чем ресурс щеток коллекторного мотора.

• Степень защиты мотора:
Исторически сложилось так, что начиная с 20-х годов, движки неизменного тока разрабатывались в главном для регулируемых приводов, что определило применение в их внутренней форсированной независящей вентиляции (прим. в 85 % движков до 250 kW).
Стандартные асинхронные движки интенсивно начали применяться в 70-х/80-х годах и в большинстве собственном (прим. 90 % до 250 kW) выполнялись с поверхностной самовентиляцией, потому что частотно-регулируемые приводы тогда не были обширно всераспространены.
Практически все асинхронные движки мощностью, прим. до 1400 kW имеют степень защиты IP 54, как эталон, благодаря их обычной и крепкой конструкции. Для эксплуатации в зонах с завышенной угрозой, фактически только употребляются взрывозащищенные асинхронные движки. Асинхронный двигатель отыграл себе ведомую позицию и обосновал свою эффективность в тех секторах индустрии, которые характеризуются брутальными критериями среды, высочайшей степенью загрязненности и запыленности.

• Масса и место для установки мотора:
Более низкие масса и габариты движков неизменного тока (стандартная степень защиты IP 23) по сопоставлению с асинхронными движками (стандартная степень защиты IP 54) в особенности важны для приложений, где двигатель должен передвигаться вкупе с грузом (напр., для больших подъемных, мостовых кранов), либо в системах, где принципиально малогабаритное размещение (буровые установки, подъемники для горнолыжных трасс, морские внедрения, печатные машины, и т.д.).

Различия меж тиристорными преобразователями неизменного тока и преобразователями частоты

• Коммутация и преобразование электронной энергии:

Структурная схема 1-квадрантного привода неизменного тока

Электропривод неизменного и переменного тока, сопоставление главных черт приводов в промышленном применении

Переход тока от 1-го тиристора к другому начинается с пускового импульса, и после чего длится в линейно взаимосвязанном режиме. Это означает, что напряжение меж коммутируемыми фазами сети поляризуется таким макаром, что ток вновь открываемого тиристора возрастает, и запирает предыдущий тиристор, снижая его ток до ноля. Коммутация тиристоров делается естественным методом (напряжением сети) при переходе тока через ноль и запирание тиристоров происходит без каких-то заморочек даже при значимой перегрузке. Потому тиристоры могут выбираться не по пиковому току, а по среднедействующему номинальному току нагрузки.

Структурная схема преобразователя частоты

Электропривод неизменного и переменного тока, сопоставление главных черт приводов в промышленном применении

Хотя входной выпрямительный мост преобразователя частоты работает подобно приводу неизменного тока, но выпрямленный им ток должен быть преобразован назад в 3-х фазный переменный при помощи инвертора. Потому что у неизменного тока нет никаких переходов через ноль, то переключающие элементы (IGBT транзисторы) должны прерывать полный ток нагрузки. Когда IGBT транзистор запирается, ток проходит через оборотный диодик на обратный полюс напряжения неизменного тока. Переключение происходит без контроля напряжения, но оно может быть в хоть какое время независимо от формы сетевого напряжения.

Итог:
Коммутация в преобразователях частоты происходит с большой частотой и в выходном напряжении возникает частотная составляющая, и могут появиться трудности с электрической совместимостью.
В преобразователях неизменного тока есть только один контур преобразования энергии (AC → DC). В преобразователях частоты два контура преобразования энергии (AC → DC и DC → AC), т.е. утраты мощности умножаются по сопоставлению с приводами неизменного тока.
Утраты мощности, приобретенные эмпирическим методом последующие: ППТ — 0.8 % … 1.5 % от номинальной мощности; ЧРП — 2 % … 3.5 % от номинальной мощности.
Место, требуемое для размещения шкафа преобразователя мощностью от 100 kW: ППТ — 100 %, ЧРП — 130 % … 300 %.
Это преимущество приводов неизменного тока обуславливает уменьшение размера и цены электрошкафа и системы остывания.

• Выходные токи преобразователей переменного и неизменного тока; шум мотора; нагрузка на изоляцию обмоток, электрическая сопоставимость (ЭМС):

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *