AC-geardrejningsmotor mod standard AC-motor: Nøgleforskelle

AC-geardrejningsmotor mod standard AC-motor: Nøgleforskelle

AC-motorer er meget populære i mange elektriske systemer. Det er ikke nok blot at vide, hvilke komponenter der passer bedst til én selv; det er også ekstremt vigtigt at kende forskellen mellem AC-geardrevene og standard AC-motorer. Det er korrekt, at begge enheder omdanner elektrisk energi til mekanisk energi, men deres design og påståede funktionaliteter samt anvendelse adskiller sig markant fra hinanden. I denne artikel vil vi drøfte de vigtigste forskelle i systemerne, uanset om de bruges i VVS, industrielle maskiner eller i hjemmeapparater.

Grundlæggende definition og kernedesign

Standardmæssige vekselstrømsmotorer (AC) leveres med to hoveddele, som inkluderer en rotor og en stator. Rotoren er den del, der kan dreje, mens en vekselstrøm går gennem motorstatorens spoler. Motorens design er simpelt og fokuserer på at generere drejende bevægelse ud fra den tilgængelige elektriske strøm. Motoren indeholder ikke ekstra dele til reduktion af hastighed og forbedring af drejningsmoment. Motoren fungerer selvstændigt. AC-geardrevet er en hybrid bestående af en AC-motor og en gearkasse, som er monteret på udgangsakslen. Gearkassen består af en række lige tænder, skrue- og planetgeardel, som hjælper motoren med at levere ønsket hastighed og drejningsmoment ved udgangen. Dette giver en komplet løsning til anvendelser med varierende hastigheder og drejningsmomenter.

Hastigheds- og drejningsmomentkarakteristikker

Det er tydeligt værd at bemærke, at en AC-motor er designet med faste hastigheder, f.eks. enkelt- eller flerhastigheds- og en variabel frekvensomformer, mens en AC-geardrevsmotor ofrer hastighed for drejningsmoment ved at bruge sin gearkasse. Tag som eksempel en AC-motor, der er monteret i en husholdningsvifte, som kører relativt højt med 1800 omdrejninger i minuttet (RPM), mens en AC-motor med 1800 RPM, der er koblet med en 10:1 geardrevskasse, opererer med 180 omdrejninger i minuttet og en output, der giver 10 gange det oprindelige drejningsmoment. Derfor er geardrevsmotorer designet til anvendelser med lav hastighed og højt drejningsmoment, som en AC-motor kan tilgodeses med et relativt højt afkast på 180 RPM. Geardrevsmotorerne er meget mere effektive, når de kombineres med AC-motorer til langsomme rotationer, der er lave i hastighed. Dette gør standardmotorer, som ikke er i stand til at nå langsomme hastigheder med højt drejningsmoment, til standard geardrevsmotorer.

Anvendelsesscenarier

En vigtig forskel mellem AC-tandhjulsmotorer og en AC-motor er, at den første tillader indstilling af enten konstant eller variabel hastighed f.eks. enkelt eller flere. AC-tandhjulsmotorer bytter hastighed ud med drejningsmoment ved brug af gearkassen, men en AC-motor… Tag en AC-motor med 1800 omdr./min. koblet sammen med et 10:1 tandhjulsboks. En motor med 10 gange det oprindelige drejningsmoment og en effekt på 10 gange mere end det oprindelige drejningsmoment. En almindelig husholdningsvifte er et eksempel på en AC-motor. Den kører med 1800 omdr./min., men AC-motorer, der er rettet mod høj afkastapplikationer, har formålet at levere lave hastigheder med højt drejningsmomentafkast ved 180 omdr./min. De er mere effektive i kombination med AC-motorer til lavhastighedsrotationer, som tandhjulsmotorer er beregnet til højt drejningsmoment. Standard tandhjulsmotorer er, selvom de er mere effektive, ikke i stand til at nå det høje drejningsmomentstandard.

Størrelse, vægt og installation

En vigtig forskel mellem AC-tandhjulsmotorer og en AC-motor er, at den første tillader indstilling af enten konstant eller variabel hastighed f.eks. enkelt eller flere. AC-tandhjulsmotorer bytter hastighed ud med drejningsmoment ved brug af gearkassen, men en AC-motor… Tag en AC-motor med 1800 omdr./min. koblet sammen med et 10:1 tandhjulsboks. En motor med 10 gange det oprindelige drejningsmoment og en effekt på 10 gange mere end det oprindelige drejningsmoment. En almindelig husholdningsvifte er et eksempel på en AC-motor. Den kører med 1800 omdr./min., men AC-motorer, der er rettet mod høj afkastapplikationer, har formålet at levere lave hastigheder med højt drejningsmomentafkast ved 180 omdr./min. De er mere effektive i kombination med AC-motorer til lavhastighedsrotationer, som tandhjulsmotorer er beregnet til højt drejningsmoment. Standard tandhjulsmotorer er, selvom de er mere effektive, ikke i stand til at nå det høje drejningsmomentstandard.

Effektivitet og energiforbrug

Forskellen mellem AC-geardrev og AC-motorer ligger primært i deres effektivitet, hovedsageligt på grund af AC-geardrevens gearkasser. Den mekaniske effektivitet af en AC-motor er højere (70-90 %), fordi de vigtigste tab skyldes elektrisk modstand i spolerne samt friktion i lejerne. AC-geardrev forventes at være mindre effektive (60-85 %), fordi der yderligere tabes energi gennem friktion i gearene samt modstand i smøringen og mekanisk spil. Nej, geardrev er stadig energieffektive til det arbejde, de er designet til. Ofte kræver et geardrev mindre energi end en standardmotor i samme størrelse, som er beregnet til at levere samme drejningsmoment. For eksempel kan en stor standardmotor, som leverer samme drejningsmoment uden gear, sammenlignes med en AC-geardrev, som leverer samme drejningsmoment med lavere effektforbrug.

Vedligeholdelseskrav

Forskellige slags designs fører til forskellige slags vedligeholdelsesbehov. En standardvekselstrømsmotor kræver minimal vedligeholdelse. Vedligeholdelsesopgaver begrænser sig til at smøre lejer, der bruger olie, at støvsuge spoler og at undersøge elektriske forbindelser. Der er færre vedligeholdelsesfejl og længere serviceintervaller. AC-geardrevene kræver mere vedholdende vedligeholdelsesintervaller på grund af gearkassen. Disse omfatter regelmæssig udskiftning af geardrevene og inspektion af gearkroner for slid og justering af spil. De bevægelige dele i gearkassen øger fejlmulighederne. For eksempel kan et slidt tandhjul øge støj- og vibrationsniveauet fra motoren, hvilket kan føre til en stigning i drejningsmoment, der kræver udskiftning af ører.

Omkostningsovervejelser

Prisforskellene bliver tydelige i anskaffelsesprisen og ejerskabet på lang sigt. Standard AC-motorer koster fra et par dollars til hundredevis, afhængigt af størrelse og effekt, mens mere basale modeller er lettere at få råd til på grund af deres simple design og komponenter. Standard AC-motorer er billigere på grund af deres basale design. Prisen på AC-geardrevene forbliver stadig på grund af den integrerede gearkasse og den større kompleksitet to til tre gange højere end en tilsvarende standardmotor. Det er dog værd at bemærke, at den samlede ejerskabsomkostning også skal analyseres. I applikationer med højt drejningsmoment har den standardmotor et gear, som tilføjer omkostninger i forbindelse med køb, installationsomkostninger og kompatibilitetsproblemer. Geardrevne motorer løser disse ekstraomkostninger og gør det billigere ved applikationer med intensivt drejningsmoment på lang sigt. Besparelser i energiomkostninger takket være geardrevne motorer betaler også den dyrere investering i geardrevne motorer tilbage på lang sigt.

Styring og præcision

Nogle applikationer, der kræver kontrol med hastighed eller position, har behov for betydelig kontrol og præcision. For eksempel er den kontrollerede præcision så dårlig, at enkelt-hastigheds AC-motorer klassificeres som "begrænset præcision". Med frekvensomformere bliver AC-motorer markedsført som "variabelhastighetsmotorer", hvilket er en grov overdrivelse, da disse motorer aldrig er i stand til at kontrollere præcisionsmoment for positionsstyring. Ellers kendt som AC-geardrevene motorer, har disse motorer en kontrol- og præcisionsfordele, fordi reduktionsgearkasserne giver hastighedskontrol og momentforstærkning til et AC-motorsystem. Det faste gearforhold i gearkassen giver forudsigelig hastighed for at åbne og lukke spjæld til bestemte vinkler eller for at koordinere en lav hastighed for en transportbånd. Til applikationer med høj præcision er nogle geardrevene motorer udstyret med skrue- eller planetgearing, som giver overlegen reduktion og lavere spil sammenlignet med eksterne reduktorer, der driver standardmotorer.