Бір фазалы айнымалы токтың электр қозғалтқышы мен үш фазалының айырмашылығы

Конструкция мен қуат көзіндегі негізгі айырмашылықтар

Қозғалтқыштардың конструкциясында бірфазалық пен үшфазалық жүйелердің салыстырмасы

Бірфазалық қозғалтқыштар бір айнымалы токтың толқынын пайдаланады, ол бір статор орамымен қарапайым конструкция жасайды. Үшфазалық қозғалтқыштар өзара 120° ығысқан үш айнымалы токтың толқындарын пайдаланады, бұл күрделі көп катушкалы статор орамдарын қажет етеді. Бұл конструкция үшфазалық жүйелерге тұрақты қуат беру мүмкіндігін береді, ал бірфазалық қозғалтқыштар жұмыс істеу барысында қозғалыс моментінің тербелісіне ұшырайды.

Бір фазалық пен үш фазалық қозғалтқыштардағы қуат көзінің айырмашылықтары

Көбінесе бір фазалы электр қозғалтқыштар үйдегі электр желісіне 120 немесе 240 вольтта қосылады, ол үшін тек жалған және бейтарап сымдар деп аталатын екі сым ғана қажет. Алайда өнеркәсіптегі үш фазалы қозғалтқыштар басқаша жұмыс істейді. Оларға 208-тан 480 вольтқа дейінгі ауыр жұктемелі күш тогы қажет болады, әдетте үш жалған сым арқылы және кейде бейтарап сыммен де қосылады. Бұл үш фазаның тепе-теңдігі барлығын тегіс жұмыс істеуге мүмкіндік береді. Осы тепе-тең жүктеме таралуының арқасында электр жөндеушілер үш фазалы орнатулар үшін сымдардың көлемін бір фазалы орнатулар үшін қажеттіден кішірек етіп алуға болады, бұл көптеген жағдайларда материалдарға шығынды 25% азайтады.

Бір және үш фазалы қозғалтқыштардағы кернеу мен сымдарды қосу схемасы

Сымдардың бұл айырмашылығы орнату құнына әсер етеді — өнеркәсіптегі үш фазалы желілерге материалдың 40% артық қажет болса да, үздіксіз қуаттың өндірілуін 173% арттырады.

Үш фазалы қозғалтқыштарда 120° фазалық ығысу арқылы айналмалы магниттік өрісті генерациялау

Үш фазалық AC Моторлары олардың фаза-ығысуы бар орамдарында айналмалы магниттік өрісті тудырады. 120° электрлік фазалық бөлу статордың полюстерін тізбекті түрде белсендіреді, сыртқы көмексіз тегіс айналу күшін туғызады. Бұл табиғи өрістің айналуы үш фазалы қозғалтқыштардың индустриялық жетектерде 98% дейінгі пайдалану әсерін қамтамасыз етеді.

Конденсаторларды қолданып бір фазалы қозғалтқыштарда айналмалы магниттік өрісті генерациялау

Бір фазалы қозғалтқыштардың іске қосу кезінде конденсатор көмегімен жасанды фазалық бөлу қажет. 300–500мкФ конденсатор көмекші орамдарда токты 90° ығыстырады, бастапқы моментті туғызады. Бұл әдіс үш фазалы жүйелерге қарағанда энергия шығынын 15–20% арттырады, бірақ 5 HP-тен төмен қуатты қолданулар үшін әлі де шығын тиімді болып қала береді.

Іске қосу механизмдері мен өзінен-өзі іске қосу мүмкіндіктері

Неліктен үш фазалы айнымалы ток қозғалтқышы өзінен-өзі іске қосылады, ал бір фазалы қозғалтқыш көмек қажет етеді

Үш фазалы айнымалы токтың электр қозғалтқыштары әлпетті айналатын магниттік өрісті жасайды, өйткені олар әрқайсысы шамамен 120 градусқа ығысқан үш айнымалы токпен жұмыс істейді. Бұл фазалардың симметриялы түрде орналасу тәсілі оларға бастапқы сәттен бастап тез қозғалыс әкеледі, сондықтан олар қосымша көмексіз-ақ өздері жұмыс істей алады. Бір фазалы қозғалтқыштар басқаша әңгіме айтады. Оларда тек бір ғана айнымалы ток болады, соның нәтижесінде пульсациялық магниттік өріс пайда болады. Болжау қиын емес, бұл бастапқы сәттің жоқ екенін білдіреді. Сондықтан өндірушілер олардың айналуын бастау үшін конденсаторлар немесе көлеңкелі полюстер сияқты қосымша бөлшектер қосуға мәжбүр болады.

Бір фазалы қозғалтқыштар үшін бастапқы сәтті қамтамасыз етуге конденсаторлардың рөлі

Конденсаторлардың бір фазалы қозғалтқыштарды іске қосу проблемасын шешу тәсілі шын мәнінде өте ұтымды. Олар шынында да орамның әртүрлі бөліктері арасында жасанды фазалық ығысу жасайды. Іске қосу конденсаторы іске қосылған кезде, ол қозғалтқыш екі фазаның бар екенін ойлап қалатындай, біреуінің орнына шамамен 90 градустық фазалық айырмашылық жасайды, бұл қажетті айналу бағытын қамтамасыз етеді. Көптеген жүйелер қозғалтқыш жылдамдығының толық күшінің шамамен үштен екі бөлігіне жеткен кезде осындай конденсаторларды өшіріп тастайды, себебі олардың ішіндегі центрге тартқыш қосқыштар солай жасайды. Жақында жарияланған кейбір зерттеулерге сәйкес, бұл тәсіл бастапқы моменттің қалыпты деңгейінен екі немесе үш есе арттыруға мүмкіндік береді. Сол себепті, біз бұл технологияны мұздатқыштар мен ауа компрессорлары сияқты күнделікті тұрмыстық құрылғыларда көбірек кездестіреміз, онда қозғалысты жедел бастау қажет болады, әсіресе бірдеңе ауыр қосылған жағдайда.

Бір фазалы және үш фазалы жүйелердегі салыстырмалы бастапқы момент

Негізгі түсінік : Үш фазалы жүйелер жабық ротордың моментін 30–60% жоғары әкеледі, бұл жылы жіберу кезінде механикалық кернеуді азайтады. Бұл үш фазалы жүйелерді қатты өндірістік жүктемелер үшін қолайлы етеді, ал конденсаторлары бар бір фазалы жүйелер жеңілдетілген жағдайларда пайдалы көлемді құрсақтайды.

Пайдалану тиімділігі, өнімділік және жұмыс істеу жеңілдігі

Энергия тиімділігі және бір фазалы және үш фазалы айнымалы токтың электр қозғалтқыштарындағы мыс шығындары

Үш фазалы айнымалы токтың электр қозғалтқыштары әдетте энергия пайдаланудың бір фазалы нұсқаларына қарағанда 8-15 пайызбен тиімдірек болып табылады. Негізгі себебі олардың барлығын бір жерге шоғырландыру орнына осы үш орамға қуатты біркелкі таратуында. Өткен жылы Электр техникасы журналында жарияланған кейбір зерттеулерге сәйкес, осындай тепе-теңдік тәсіл мыс жоғалтуларын 30% дейін азайтады. Бір фазалы қозғалтқыштардың өз кезегінде магнит өрістерінде проблемалары бар, өйткені барлығын бір орам істейді. Бұл қозғалтқыштар үздіксіз жұмыс істеген сайын кедергі арқылы энергияның көбірек жоғалуына әкеліп соғады. Қазір өндірушілер өткізгіштерді олардың ішінде жақсы орналастыру үшін үш фазалы қозғалтқыштардың конструкцияларын жақсартумен айналысып жатыр. Бұл жақсартулар энергияның шығынын, ерекше ұзақ уақыт бойы қозғалтқыш максималды қуатпен жұмыс істеген кезде азайтуға көмектеседі.

Дыбыс, Тербеліс және Жүктемені басқару

Үш фазалы жүйеде 120° фазалық бөліну айналатын магнит өрісін тегістейді, соның нәтижесінде бір фазалы қозғалтқыштармен салыстырғанда тербеліс амплитудасы 40–60% азаяды. Бұл табиғи тепе-теңдік үш фазалы қондырғыларды резонанстық мәселелерге шешім қабылдауға және ауыр өнеркәсіптік жүктемелерді төтеп беруге мүмкіндік береді, ал бір фазалы модельдер жиі компрессорлар сияқты жоғары тербелісті қолданулар үшін шайқалуын жұту үшін тірекке қажеттілік туындайды.

Өлшемі, Қуаты және Үздіксіз Жұмыс Істеу Тұрақтылығы

Үш фазалы айнымалы ток қозғалтқыштары бірлік салмаққа 2–3 есе жоғары қуатты тығыздық береді, оларды компактты машиналар мен 24/7 операциялар үшін қолайлы етеді. Қарапайым орам конфигурацияларына байланысты бір фазалы қозғалтқыштар 5 HP төменгі қолдануларда басым болып табылады, бірақ тұрақты пайдалану кезінде температураның көтерілуі 12–18% артық болады, ол коммерциялық ортадағы олардың циклдық жұмысын шектейді.

Тұрғын үй және Өнеркәсіптік Орталарда Қолдану

Тұрғын үй құрылғыларындағы Бір Фазалы Айнымалы Ток Қозғалтқышының Негізгі Қолдану Жағдайлары

Бір фазалы айнымалы ток қозғалтқыштар күнделікті пайдаланатын тұрмыстық техникалардың артында жасырынған. Мысалы, тоңазытқыштарды қарастырайық, олар, әдетте, 50 Вт-тан аз қуатпен жұмыс істейді. Кір жуатын машиналарға 300-ден 500 Вт-қа дейін қажет болса, ал кондиционерлер өлшеміне байланысты 1000-нен 3000 Вт-қа дейінгі қуат қажет етеді. Бұл қозғалтқыштар үйлерде кең таралған, өйткені олар 120 немесе 240 вольттық розеткаларға сәйкес келеді және көпшілік жерлерге сыйып кетеді. Қозғалтқыштар тұрақты жұмыс істемейтін техникалар үшін өте ыңғайлы және 5 ат күшіне дейінгі жүктемені оңай шыдайды. Шәрші желдеткіштер – бұл қозғалтқыштардың қаншалықты үндемей жұмыс істей алатынының ең жақсы мысалы. Көптеген моделдер 200 шаршы фут аумақты бөлмелердегі ауаны қозғалту үшін 70 Вт қуат тұтынады.

Өнеркәсіптегі Үш фазалы айнымалы ток қозғалтқыштардың басымдылығы

Өндірістік машиналардың 86 пайызы үш фазалы айнымалы ток қозғалтқыштарында жұмыс істейді, себебі бұл қозғалтқыштар 10 ат күшінен бастап ауыр жүктемелерді өңдеуге қабілетті және 97% дейінгі пайдалы әрекет коэффициентін сақтайды. Бұл қозғалтқыштар цехтардың едендері бойынша екі тонналық жүктерді тасымалдайтын тасымалдағыштардан бастап коммерциялық желдету жүйелеріндегі 50 ат күшіндегі компрессорларға дейінгі барлығын қамтамасыз етеді. Дәлдікпен жұмыс істейтін CNC машиналары да өңдеу операциялары кезінде тұрақты бұрау моментін алу үшін осы қозғалтқыштарға тәуелді. Бұл қозғалтқыштардың құндылығы олардың жұмыс циклы барысында қуатты біркелкі таратуында. Бұл тепе-теңдік 480 вольттық кернеу деңгейінде үздіксіз жұмыс істеген кезде мыс шығындарын азайтады, бұл өз кезегінде өндірішілердің әр күнгі сенімді қозғалтқыш жұмысына негізделген төменгі жұмыс шығындарын қамтамасыз етеді.

Орналасу орны мен жүктеме талаптарына сәйкес қозғалтқышты таңдау

Тұрғын үй орнатулары ыңғайлылық үшін бір фазалық қозғалтқыштарды қолданады, ал зауыттар 24/7 металл штамптау престерін (500А) және минутына 1000 галлоннан астам су тартатын сорғыштарды қамтамасыз ету үшін үш фазалық жүйелерге сүйенеді. Үш фазалық қозғалтқыштарды қолдану бір фазалық нұсқаларға қарағанда жылына орташа есеппен 18 000 АҚШ долларын үнемдейді.

Баға, Техникалық қызмет көрсету және Ұзақ мерзімді сенімділік

Бір фазалық пен Үш фазалық қозғалтқыштардың бастапқы бағасы мен техникалық қызмет көрсету қажеттілігі

Бір фазалық қозғалтқыштар үш фазалықтарға қарағанда 30-40 пайызға арзан болып келеді, сондықтан қуаты аз қажеттілігі бар тұрмыстық құрылғыларда, мысалы, 2 ат күшінен төменгі құрылғыларда кеңінен қолданылады. Бірақ бұл қозғалтқыштар іске қосу конденсаторларына тәуелді болғандықтан, кейіннен көбірек жөндеу жұмыстарын талап етеді. Үй иелері үштен беске дейінгі жылдар аралығында осы бөлшектерді ауыстыруға мәжбүр болып, әр рет 50-ден 120 долларға дейінгі шығын жасайды. Үш фазалық қозғалтқыштар мүлдем конденсаторлардан арылып кетеді. Әртүрлі қозғалтқыштардың тиімділігін салыстырған зерттеулер он жыл ішінде үш фазалық жүйеге ауысқан пайдаланушылар жабдық бөлшектерін ауыстыруды 60 пайызға дейін азайтатынын көрсетті.

Ұзақ мерзімді пайдалану шығындары мен сенімділік салыстыруы

Үш фазалы айнымалы токтың электр қозғалтқыштары тұрақты жұмыс істеген кезде энергияны 15-25 пайызға ұтымды пайдаланады, яғни бұл қозғалтқыштар тұрақты жұмыс істесе, алғашқы қосымша ақша екі немесе үш жыл ішінде өзін-өзі төлейді. Олардың қуат беру тәсілі әлдеқайда тепе-тең болып келеді, сондықтан уақыт өте келе құрылғылардың құрылымын құрғататын тербелістер аз болады. Бұл қозғалтқыштардың пайдалану мерзімі де едәуір ұзақ болады, шамамен 25 мыңнан 30 мың сағатқа дейін, бір фазалы қондырғыларда кездесетін 15-20 мың сағатқа қарағанда. Құрылғыларының үздіксіз жұмыс істеуіне мұқтаж зауыттар осында тағы бір үлкен артықшылық көреді. Күнделікті материалдарды тасымалдау кезінде үш фазалы жүйелерде күтпеген тоқтаулар 40 пайызға дейін аз болатыны туралы хабарламалар бар. Өндіріс жоспарларымен айналысатын зауыт басшылары үшін осындай сенімділік уақыт пен ақшаны үнемдеуге ықпал етеді.