Do đó, động cơ cực có hai tốc độ: Loại cuộn dây, thiết kế lõi, lựa chọn

Hai động cơ quạt 22 kW, cùng kích thước khung, cùng nhà sản xuất, cùng chu kỳ hoạt động: một bảng tên ghi 1.800 vòng/phút, bảng kia ghi 1.800/900 vòng/phút. Thứ hai là máy cực cuộn dây đơn và mọi điểm khác biệt giữa hai máy đều nằm bên trong ngăn xếp cán stato và hộp đầu cuối.

Khi ai đó hỏi động cơ cực có những gì, câu trả lời bắt đầu với hai tốc độ từ một cuộn dây, gần bằng một nửa nhóm cuộn dây của một cuộn dây thông thường tương đương và một tập hợp các cực không quấn mang từ thông mà không mang theo đồng. Một nửa câu trả lời kém thoải mái hơn là dạng sóng thông lượng khe hở không khí dẹt, mất nhiều sóng hài hơn trong lõi và làm mát ít hơn ở tốc độ thấp. Ba hạng mục đó đều do nhà cung cấp cán màng cũng như nhà thiết kế động cơ quyết định.

Câu trả lời ngắn gọn, bằng số đơn giản

Một động cơ cực tiếp theo có các đặc điểm sau và mỗi loại đều có tác động trực tiếp đến lõi stato và rôto mà người mua phải chỉ định.

Đối với nhóm mua hàng hoặc nhóm kỹ thuật chỉ định lõi, các cực không được quấn và dạng sóng từ thông là quan trọng nhất. Stator cực tiếp theo không phải là stato bốn cực tiêu chuẩn với bảng tên khác; phần răng và ách của nó được điều khiển bởi kết nối tốc độ thấp.

Làm thế nào một cuộn dây tạo ra hai số cực

Cuộn dây đồng tâm ba pha bốn cực thông thường cần mười hai nhóm cuộn dây: bốn cực nhân với ba pha. Do đó, cuộn dây cực trong cùng một stato sử dụng sáu cực. Mỗi nhóm được kết nối sao cho từ thông rời khỏi cực quấn sẽ quay trở lại qua một cực không mang cuộn dây riêng. Bởi vì cực không quấn được cấp điện bằng cùng một đường sắt, nên nó mang cực tính ngược lại với các cực xung quanh và hoạt động giống hệt như cực quấn có dấu ngược lại.

Nối cuộn dây đó một chiều và máy chạy theo bốn cực. Kết nối lại nó và đồng tương tự hoạt động như tám cực hiệu quả. Tốc độ đồng bộ tuân theo số cực, do đó máy 60 Hz cho tốc độ 1.800 vòng/phút và 900 vòng/phút. Khi bị trượt, động cơ lồng sóc có tải thường ổn định ở tốc độ gần 1.750 vòng/phút và 875 vòng/phút.

Các máy cảm ứng xoay chiều được chế tạo theo nguyên tắc này dựa trên bộ lõi stato và rôto đã được xác định kích thước cho cả hai kết nối, đây là điểm mà tại đó nguồn cung ứng linh kiện và thiết kế động cơ gặp nhau.

Lắp ráp lõi rôto và Stator động cơ AC Lõi stato và rôto xếp chồng có độ chính xác cao dành cho động cơ xoay chiều, phù hợp khi so sánh cách sắp xếp cực thông thường và cực tiếp theo trong cùng một khung. Xem sản phẩm →

Kết quả cực so với cuộn dây thông thường

Sự so sánh dưới đây được rút ra cho cùng một khung stato 60 Hz chạy như một động cơ một tốc độ bốn cực thông thường hoặc với một cuộn dây đơn cực tiếp theo.

Các số liệu chỉ xuất hiện sau nguyên mẫu đầu tiên

Đánh giá thiết kế có xu hướng tập trung vào tốc độ và mô-men xoắn định mức. Biểu đồ bên dưới so sánh cùng một khung stato trong kết nối cực tiếp theo với kết nối bốn cực thông thường, được lập chỉ mục là 100 cho trường hợp thông thường. Đây là những quan sát nguyên mẫu và băng ghế thử nghiệm điển hình chứ không phải là một giá trị biểu dữ liệu duy nhất, vì vậy hãy coi chúng dưới dạng phạm vi.

Hai thanh cao là những thanh tạo ra công việc thiết kế lại. Độ rung và tiếng ồn tăng lên do cực không quấn làm thay đổi sự phân bổ lực xung quanh khe hở không khí, và tổn thất điều hòa trong lõi tăng lên do dạng sóng từ thông không còn gần dạng hình sin. Cả hai hiệu ứng này đều thúc đẩy các nhà thiết kế hướng tới các lớp mỏng hơn, các loại thép silicon có tổn thất thấp hơn, các ngăn xếp được khóa liên động thay vì hàn và trong nhiều trường hợp là rôto bị lệch. Để có cái nhìn sâu hơn về cách phương pháp xếp chồng thay đổi tổn thất lõi, sự so sánh này về lõi nhiều lớp khóa liên động bao gồm những sự đánh đổi thực tế.

Máy cực thực sự chạy ở đâu

Hoạt động hai tốc độ mang lại hiệu quả khi tải chạy hết công suất trong một phần thời gian trong ngày và ở mức tải một phần trong thời gian còn lại. Sự phân bổ dưới đây phản ánh sự kết hợp ứng dụng được thấy trong quạt, máy bơm và máy nén công nghiệp.

Sợi chung là tải theo luật bình phương. Công suất quạt và máy bơm giảm mạnh theo lập phương tốc độ, do đó, một máy chạy ở tốc độ một nửa cần khoảng 1/8 công suất trục ở tốc độ tối đa. Do đó, động cơ cực thu được một phần tiết kiệm đó mà không cần sử dụng thiết bị điện tử truyền động nào cả, đó là lý do tại sao thiết kế này vẫn tồn tại trong các ứng dụng hiệu suất cao, nhạy cảm với chi phí mặc dù hiện nay các bộ truyền động tần số thay đổi đã áp dụng cho hầu hết các trường hợp khác.

Ý nghĩa thứ hai: Hệ quả rôto nam châm vĩnh cửu cực

Thuật ngữ tương tự mô tả một cấu trúc hoàn toàn khác ở phía rôto. Trong máy nam châm vĩnh cửu có cực, các nam châm có một cực được gắn hoặc nhúng, và các cực sắt giữa chúng được từ hóa bởi các nam châm liền kề sang cực đối diện. Một nửa cực là nam châm, nửa còn lại là sắt.

Đối với người mua, hậu quả vừa mang tính thương mại vừa mang tính cơ học.

• Khối lượng nam châm giảm đáng kể trên mỗi cặp cực và nam châm là hạng mục chi phí chủ yếu trong động cơ kéo, động cơ phụ và động cơ thiết bị.
• Rôto trở nên nổi bật, do đó mômen từ trở tăng thêm mômen nam châm và phạm vi tốc độ công suất không đổi mở rộng, giúp ích trong quá trình vận hành làm suy yếu trường.
• Đường từ thông không đối xứng, làm tăng gợn sóng mô-men xoắn, lực kéo từ không cân bằng và tổn thất sóng hài rôto.
• Hình học cán rôto trở nên quan trọng: hồ quang cực, rào cản từ thông và độ dày cầu phải được điều chỉnh cùng nhau.

Điểm cuối cùng đó là vấn đề sản xuất, không chỉ là vấn đề mô phỏng. Các cụm rôto loại này thường được khóa liên động chứ không phải hàn, bởi vì khi hàn sẽ làm ngắn mạch các lớp mỏng dọc theo cụm rôto và làm tăng thêm tổn hao lõi ở đúng nơi mà tổn hao hài đã cao.

Lõi nhiều lớp khóa liên động cho ngăn xếp động cơ không hàn Cụm lõi động cơ khóa liên động hoàn thiện với kết cấu không hàn, không keo, phù hợp với cụm rôto hai tốc độ nơi mà tổn thất hàn và kiểm soát sản xuất là mối lo ngại. Xem sản phẩm →

Chỉ định lõi cho máy hai tốc độ: Trình tự khả thi

1. Sửa cặp tốc độ và nhiệm vụ trước. Xác nhận xem tốc độ thấp là liên tục hay chỉ được sử dụng để khởi động, định vị hoặc vận hành ban đêm. Tỷ lệ 2:1 là tiêu chuẩn, nhưng có thể thực hiện được các tỷ lệ khác nhưng lại gây ảnh hưởng đến độ phức tạp của cuộn dây.
2. Kích thước mạch từ cho điều kiện từ thông xấu nhất. Các răng cực không quấn và chốt phía sau chúng mang từ thông tập trung, vì vậy hãy kiểm tra mật độ từ thông trong kết nối tốc độ thấp thay vì chỉ ở tốc độ cao định mức.
3. Kiểm tra lại việc làm mát ở tốc độ thấp. Nếu quạt được gắn trên trục, hãy lên kế hoạch thông gió cưỡng bức, quạt lớn hơn hoặc loại tăng nhiệt độ thấp hơn. Quyết định này thường xuyên thay đổi khung và vỏ.
4. Chọn phương pháp xếp chồng có chủ ý. Khóa liên động nhanh và ổn định về kích thước; liên kết dính mang lại tổn thất lõi thấp nhất; dụng cụ hàn laser hoặc TIG hoạt động nhanh chóng nhưng tạo ra hiện tượng đoản mạch giữa các lớp gây tốn kém chi phí. Máy hai tốc độ có hàm lượng sóng hài cao cho cảm giác bị phạt nặng hơn so với máy tốc độ đơn.
5. Xác nhận bằng các mẫu cắt bằng laze trước khi thực hiện gia công dụng cụ cứng. Việc ghép mẫu cho phép nhóm đo dòng điện không tải, độ tăng nhiệt độ và tiếng ồn trên kết nối thực.
6. Khóa tài liệu. Thống nhất độ dày cán, loại thép silicon, phương pháp xếp chồng, giới hạn lưỡi dao và hồ sơ kiểm tra trước khi đặt hàng sản xuất đầu tiên.

Một nhà cung cấp kiểm soát cả đầu vào thép silicon và khối thành phẩm sẽ loại bỏ một trong các dạng hư hỏng thông thường, đó là lý do chính đáng để xem lại dây chuyền sản xuất trước khi đặt hàng lõi hai tốc độ.

Chi tiết bảo trì và tuân thủ bị bỏ qua

• Nhận dạng thiết bị đầu cuối. Do đó, cuộn dây cực thường tiếp đất trên sáu dây dẫn. Việc dừng lại một động cơ đã sửa chữa do kết nối sai sẽ khiến máy chạy nhưng ở tốc độ sai và dòng điện quá mức.
• Công tắc tơ và chuyển mạch. Việc thay đổi tốc độ được thực hiện một cách cơ học chứ không phải bằng điện tử. Các điểm tiếp xúc bị rỗ và các liên kết lỏng lẻo là những lý do phổ biến khiến động cơ không chịu đạt tốc độ thấp.
• Nhiệt độ ở tốc độ thấp. Hãy xác minh nó sau khi tua lại. Nếu một cửa hàng sửa chữa lắp một chiếc quạt trục thông thường, giới hạn tốc độ thấp sẽ biến mất.
• Giới hạn cách nhiệt và tăng nhiệt độ. Kiểm tra theo IEC 60034-1 hoặc NEMA MG 1 và xác nhận cấp cách điện mà cửa hàng sửa chữa thực sự sử dụng thay vì cấp trên bảng tên ban đầu.
• Cấp vật liệu sau khi xây dựng lại. Trong máy hai tốc độ, sự mất sóng hài làm cho cấp độ thép silicon có ảnh hưởng lớn hơn so với trong động cơ một tốc độ, do đó việc thay thế cấp độ thấp hơn để tiết kiệm chi phí thường biểu hiện dưới dạng nhiệt.

Về phía cung cấp, hãy yêu cầu hệ thống chất lượng được ghi lại thay vì các chứng chỉ trong tài liệu quảng cáo: ISO 9001 làm cơ sở, IATF 16949 dành cho động cơ được sử dụng trong xe, ISO 14001 về tuân thủ môi trường và ISO 3834 cho các khung hàn như đế máy kiểu hộp. Những tài liệu đó là thứ giữ cho đơn hàng lõi hai tốc độ có thể được kiểm tra từ cuộn thép silicon đến thành phẩm, bao gồm cả mặt nguyên liệu thô như thép silicon không định hướng cao cấp ở dạng cuộn, dải hoặc tấm.

Thép cuộn, dải và tấm silicon Thép silicon được kiểm soát chất lượng ở dạng cuộn, dải và tấm dành cho lõi động cơ và dập chính xác, phù hợp khi chỉ định vật liệu cán và tài liệu cung cấp. Xem sản phẩm →

Do đó, động cơ cực có hai tốc độ từ một cuộn dây, sáu nhóm cuộn dây thay vì mười hai, các cực không quấn mang từ thông nhưng không có đồng và dạng sóng từ thông khó bám vào lõi hơn so với cuộn dây thông thường. Những thực tế đó biến thành chi phí và rủi ro ở giai đoạn cán mỏng, bởi vì loại thép, độ dày cán, phương pháp xếp chồng và chiều dài chồng đều phải được chọn cho kết nối tốc độ thấp chứ không chỉ cho tốc độ trên bảng tên.