Động cơ 2 pha và động cơ 3 pha: So sánh mô-men xoắn, hệ thống dây điện, hiệu suất và chi phí

Một bộ dẫn động máy bơm 2,2 kW tắt để báo giá và quay trở lại dưới dạng hai máy khác nhau. Một nhà cung cấp đề xuất gói hai pha: bộ cuộn dây vuông góc 90 độ, bộ khuếch đại phù hợp và bốn dây dẫn điện trong danh mục vật liệu. Nhóm còn lại đề xuất một động cơ cảm ứng ba pha bắt vít thẳng vào bộ điều khiển tần số thay đổi đã có sẵn trong bảng điều khiển. Cả hai sẽ quay máy bơm. Chỉ có một quyết định vẫn sẽ là đúng đắn khi máy đi vào sản xuất hàng loạt.

Một phần của sự nhầm lẫn là việc đặt tên. "Hai pha" được sử dụng cho ba thứ khác nhau trên bảng vẽ: máy hai pha thực sự có hai cuộn dây cách nhau 90 độ, động cơ servo hoặc động cơ bước hai pha có cuộn dây tham chiếu và cuộn dây điều khiển, và cuộn dây phụ của động cơ cảm ứng một pha thực sự là gì. Các nhà cung cấp sử dụng cùng một nhãn cho cả ba loại và đó là nơi bắt đầu xảy ra các lỗi đặc tính đắt tiền.

Điều gì thực sự phân biệt động cơ hai pha với động cơ ba pha

Sự khác biệt bắt đầu từ cuộn dây chứ không phải ở bảng tên. Một stato ba pha có ba cuộn dây giống hệt nhau dịch chuyển điện 120 độ. Được cung cấp dòng điện cân bằng, lực từ động thu được có độ lớn không đổi và quay với tốc độ đồng bộ, đó là lý do tại sao mô-men xoắn ba pha vẫn trơn tru khi chịu tải. Một stato hai pha thực sự có hai cuộn dây lệch nhau 90 độ và khi cả hai được dẫn động với dòng điện cân bằng, nó cũng tạo ra một từ trường quay không đổi.

Do đó, hai pha không tự động khắc nghiệt hơn ba pha. Độ gồ ghề xuất hiện khi cung cầu phương mất cân bằng: trường trở thành hình elip, thông lượng khe hở không khí dao động và mô-men xoắn gợn sóng với tần số trượt gấp đôi. Mạng tụ điện chỉ giữ mối quan hệ 90 độ tại một điểm vận hành, đó là lý do tại sao động cơ hai pha cần bộ truyền động servo khi tải thay đổi.

Số pha thay đổi trong phần cứng

• Ba pha, ba dây: ba dây dẫn mang tải động cơ và không cần trung tính, do đó cáp, đầu nối và công tắc tơ sẽ nhỏ hơn.
• Hai pha, bốn dây: bốn dây dẫn và bốn cực, với lượng đồng nhiều hơn khoảng 25% trong cáp cấp điện cho cùng một nguồn điện.
• Công suất trên mỗi dây dẫn: tại tiết diện dây dẫn bằng nhau và điện áp giữa các dây bằng nhau, mạch ba pha ba dây di chuyển gấp khoảng 1,2 lần công suất của mạch hai pha bốn dây.
• Khởi động: động cơ ba pha tự khởi động bằng nguồn điện trực tiếp, trong khi động cơ hai pha cần nguồn cung cấp cầu phương, mạng tụ điện hoặc ổ đĩa điện tử.

Cả hai thiết kế đều dựa trên cùng một nền tảng: stato nhiều lớp và lõi rôto. Số rãnh, độ nghiêng, chiều dài ống khói và phương pháp ghép lớp quyết định độ gợn sóng mô-men xoắn đo được trên bàn thử nghiệm và cùng một dụng cụ ép phục vụ cho việc sắp xếp cuộn dây. Sự chồng chéo đó là lý do tại sao thông số kỹ thuật cốt lõi thường quan trọng hơn nhãn giai đoạn trong các đánh giá thiết kế ban đầu.

Lắp ráp lõi rôto và Stator động cơ AC Động cơ xoay chiều đóng vai trò là cốt lõi của các hệ thống công nghiệp hiện đại và hiệu suất của lõi stato và rôto ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất, độ tin cậy của động cơ và không... Xem sản phẩm →

Động cơ hai pha và ba pha: So sánh song song

Sự so sánh dưới đây mô tả nguồn cung cấp hai pha và nguồn ba pha cân bằng tương ứng. Hoạt động hai pha không cân bằng sẽ làm suy giảm mọi số liệu ở cột bên phải.

Số liệu ẩn: Trường hợp số pha thực sự tốn tiền

Sức mạnh của bảng tên che giấu phần lớn sự khác biệt. Năm chỉ số dưới đây đặt một động cơ hai pha cân bằng bên cạnh một động cơ ba pha có cùng công suất định mức trên thang chia sẻ trong đó ba pha bằng 100. Chúng là các điểm chuẩn tương đối từ thực hành cán màng và cuộn dây thông thường, không phải là phép đo tuyệt đối.

Tính khả dụng của ổ đĩa là nơi hai pha mất điểm nhiều nhất. Bộ truyền động tần số biến đổi tiêu chuẩn, bộ khởi động mềm và bộ tiếp điểm trực tuyến giả định đầu ra ba pha và trục hai pha cần có bộ khuếch đại phù hợp hoặc mạng tụ điện chỉ giữ mối quan hệ 90 độ gần tốc độ định mức. Độ nén của khung tuân theo logic tương tự: cuộn dây ba pha phân phối đồng xung quanh toàn bộ chu vi của stato, do đó, khung nhất định mang nhiều mô-men xoắn hơn trước khi cuộn dây bão hòa.

Cấp vật liệu di chuyển những con số này nhiều như số lượng pha. Tổn thất lõi, độ dày lớp phủ và chất lượng lớp phủ làm thay đổi tổn thất sắt ở cả hai cấu trúc liên kết và thép có tổn thất thấp hơn thường phục hồi hiệu quả cao hơn so với thay đổi pha ở cùng kích thước khung. Sự đánh đổi vật chất được nêu trong hướng dẫn này để lựa chọn cuộn dây thép silicon .

Phương pháp xếp chồng là đòn bẩy thứ hai. Khóa liên động, lõi được liên kết bằng keo và lõi hàn khác nhau về hệ số xếp chồng và nguy cơ xảy ra chập mạch giữa các lớp, biểu hiện dưới dạng tổn thất xoáy thêm và, ở các trục nhạy cảm, dưới dạng gợn sóng mô-men xoắn có thể đo được ở tốc độ thấp. Đối với công việc định vị trong đó gợn sóng là yếu tố hạn chế, một ngăn xếp lồng vào nhau sẽ mang lại chiều cao xây dựng có thể lặp lại mà không cần thời gian xử lý liên kết.

Lõi nhiều lớp khóa liên động Lõi nhiều lớp khóa liên động của chúng tôi được sản xuất bằng kỹ thuật tiên tiến, có thiết kế không hàn và không keo giúp nâng cao hiệu quả sản xuất đồng thời đảm bảo chất lượng... Xem sản phẩm →

Nơi mỗi cấu trúc liên kết vẫn được chỉ định

Ngày nay, những gì được chuyển qua máy ép cán và dây chuyền hàn khung trông giống như biểu đồ bên dưới. Hãy coi nó như sự kết hợp đơn đặt hàng của nhà cung cấp linh kiện hơn là nghiên cứu thị trường.

Nhu cầu hai pha tập trung vào việc định vị: trục servo, bộ truyền động bước, dụng cụ quang học và y tế cũng như các tủ điều khiển cũ chưa bao giờ được đi dây lại. Công suất ra hiếm khi vượt quá vài kilowatt, và động cơ thường được nhà cung cấp bộ truyền động lựa chọn hơn là nhà chế tạo máy.

Ba pha lấy mọi thứ chạy liên tục hoặc ở công suất cao. Máy phát điện tua-bin gió, động cơ đẩy hàng hải và động cơ công nghiệp điện áp cao đều sử dụng cuộn dây ba pha và mặt cơ khí cũng không quan tâm đến số pha: khung kiểu hộp hàn với đường làm mát phù hợp, giao diện lắp đặt và khả năng chống ăn mòn đều phục vụ cho máy, như trong đế động cơ kiểu hộp hàn công nghiệp .

Hướng dẫn lựa chọn: Năm kiểm tra trước khi bạn cam kết

Làm việc thông qua những điều này theo thứ tự. Ba phần đầu tiên thường giải quyết số lượng giai đoạn trước khi giá tham gia vào cuộc thảo luận.

Lưu ý về bảo trì, tuân thủ và cung cấp dài hạn

Số pha thay đổi thiết kế điện, nhưng các nhiệm vụ bảo trì và tuân thủ sau khi đưa máy vào sử dụng phần lớn được chia sẻ:

• Mất cân bằng điện áp: động cơ ba pha chịu được sự mất cân bằng khoảng 1 đến 2 phần trăm trước khi dòng điện thứ tự âm làm nóng rôto và giảm lực định mức. Ghi lại sự mất cân bằng trong quá trình vận hành và sau khi sửa đổi bảng điều khiển.
• Lớp cách điện và nhiệt: kiểm tra mức tăng nhiệt độ so với lớp cách điện, đặc biệt là trong các khung servo hai pha nhỏ gọn nơi cuộn dây chạy gần đến giới hạn nhiệt của nó.
• Điện áp trục dưới điều kiện xung điện xung: dòng điện ở chế độ chung từ các bộ điều khiển tần số thay đổi có thể làm biến dạng vòng bi theo thời gian. Việc đóng đầu ổ trục cách điện ở đầu không dẫn động là biện pháp khắc phục tiêu chuẩn cho cả động cơ servo hai pha và động cơ truyền động ba pha.
• Kết cấu hàn: các khung được sản xuất theo hệ thống quản lý chất lượng hàn như ISO 3834 có quy trình kiểm soát được ghi lại, điều này quan trọng đối với các ứng dụng hàng hải và gió, nơi tính toàn vẹn của mối hàn và khả năng chống ăn mòn được kiểm tra.
• Hệ thống quản lý: Phạm vi áp dụng ISO 9001 và IATF 16949 cho nhóm mua sắm biết rằng nguyên liệu đến, các thông số quy trình và khâu kiểm tra cuối cùng tuân theo một lộ trình được ghi lại. Yêu cầu phạm vi chứng chỉ, không chỉ chứng chỉ.

Cho dù dự án tiến hành ở giai đoạn nào thì chuỗi cung ứng cơ khí và từ tính hầu như không thay đổi. Thép silicon, các lớp mỏng, lõi xếp chồng lên nhau, khung hàn và phần đóng cuối phục vụ trục hai pha và hệ thống truyền động ba pha với cùng quy trình xử lý. Việc giải quyết các thông số kỹ thuật đó trong quá trình xem xét thiết kế luôn rẻ hơn so với việc khám phá chúng trong quá trình lắp ráp nguyên mẫu.