AC Gear Motor против стандартного AC двигателя: Основные различия

AC Gear Motor против стандартного AC двигателя: Основные различия

Переменный ток двигатели очень популярны в многочисленных электрических системах. Более того, зная, какие компоненты лучше всего подходят для вас, крайне важно понимать разницу между редукторными двигателями переменного тока и стандартными двигателями переменного тока. Правда, оба устройства преобразуют электрическую энергию в механическую, но их конструкция и функциональные возможности и применение значительно различаются. В этой статье мы обсудим наиболее важные различия в системах, независимо от того, используются ли они в HVAC, промышленных машинах или в бытовых электроприборах.

Основное определение и базовая конструкция

Стандартные двигатели переменного тока (AC) оснащаются двумя основными частями, включающими ротор и статор. Ротор – это часть, которая может вращаться, в то время как переменный ток проходит через обмотки статора двигателя. Конструкция двигателя проста и направлена на преобразование поступающего электрического тока в вращательное движение. Двигатель не включает дополнительных компонентов для снижения скорости и увеличения крутящего момента. Двигатель работает самостоятельно. AC-редукторный двигатель представляет собой гибрид обычного двигателя переменного тока и редуктора, закреплённого на выходном валу. Редуктор состоит из набора прямозубых, червячных и планетарных шестерен, что позволяет двигателю обеспечивать нужные параметры скорости и крутящего момента на выходе. Это предоставляет полное решение для применения в задачах с различающимися скоростями и крутящими моментами.

Характеристики скорости и крутящего момента

Особенно важно отметить, что двигатель переменного тока предназначен для работы на фиксированных скоростях, например, односкоростной или многоскоростной, а также с регулируемой частотой, тогда как двигатель переменного тока с редуктором жертвует скоростью ради увеличения крутящего момента за счет использования коробки передач. Возьмем, к примеру, двигатель переменного тока, установленный в бытовом вентиляторе, он работает на относительно высокой скорости — 1800 об/мин, а двигатель переменного тока с редуктором и передаточным отношением 10:1 работает на скорости 180 об/мин со значением крутящего момента, превышающим исходное в 10 раз. Таким образом, двигатели с редуктором спроектированы для применения в задачах, требующих низкой скорости и высокого крутящего момента, чего можно достичь у двигателя переменного тока, используя относительно высокую эффективность при 180 об/мин. Редукторные двигатели гораздо эффективнее в сочетании с двигателями переменного тока при медленных вращениях с низкой скоростью. Обычные двигатели, которые не способны обеспечить медленные скорости с высоким крутящим моментом, заменяются стандартными редукторными двигателями.

Сценарии применения

Одним из ключевых различий между асинхронными мотор-редукторами и асинхронными двигателями является то, что первые позволяют устанавливать либо постоянную, либо переменную скорость, например, односкоростную или многоскоростную. Асинхронные мотор-редукторы жертвуют скоростью ради крутящего момента, используя редуктор, тогда как асинхронный двигатель… Возьмем двигатель переменного тока с частотой вращения 1800 об/мин, соединенный с редуктором 10:1. Двигатель с в десять раз большим исходным крутящим моментом и выходной мощностью в десять раз больше исходного крутящего момента. Примером асинхронного двигателя может служить бытовой вентилятор. Он работает на скорости 1800 об/мин, но асинхронные двигатели, предназначенные для применения с высоким возвратом, обеспечивают низкие скорости и высокий крутящий момент при 180 об/мин. Они более эффективны вместе с асинхронными двигателями для вращения на низких скоростях, поскольку мотор-редукторы обеспечивают высокий крутящий момент. Стандартные мотор-редукторы, хотя и более эффективны, не способны достигать высокого стандарта крутящего момента.

Размер, вес и установка

Одним из ключевых различий между асинхронными мотор-редукторами и асинхронными двигателями является то, что первые позволяют устанавливать либо постоянную, либо переменную скорость, например, односкоростную или многоскоростную. Асинхронные мотор-редукторы жертвуют скоростью ради крутящего момента, используя редуктор, тогда как асинхронный двигатель… Возьмем двигатель переменного тока с частотой вращения 1800 об/мин, соединенный с редуктором 10:1. Двигатель с в десять раз большим исходным крутящим моментом и выходной мощностью в десять раз больше исходного крутящего момента. Примером асинхронного двигателя может служить бытовой вентилятор. Он работает на скорости 1800 об/мин, но асинхронные двигатели, предназначенные для применения с высоким возвратом, обеспечивают низкие скорости и высокий крутящий момент при 180 об/мин. Они более эффективны вместе с асинхронными двигателями для вращения на низких скоростях, поскольку мотор-редукторы обеспечивают высокий крутящий момент. Стандартные мотор-редукторы, хотя и более эффективны, не способны достигать высокого стандарта крутящего момента.

Эффективность и потребление энергии

Различие между AC Gear Motors и AC Motors заключается в их эффективности, в основном из-за редукторов в двигателях AC Gear Motors. Механический КПД электродвигателя переменного тока выше (70-90%), потому что основные потери — это электрическое сопротивление в катушках и трение в подшипниках. Предполагается, что двигатели переменного тока с редуктором будут менее эффективными (60-85%), потому что дополнительная энергия теряется из-за трения в шестернях, а также из-за сопротивления смазки и механического люфта. Нет, редукторные двигатели по-прежнему энергоэффективны для выполняемой ими работы. Чаще всего, редукторный двигатель требует меньше энергии, чем стандартный двигатель того же размера, который должен создавать одинаковый крутящий момент. Например, по сравнению с большим стандартным двигателем, который обеспечивает одинаковый крутящий момент без редуктора, двигатель переменного тока с редуктором обеспечивает такой же крутящий момент при меньшем потреблении энергии.

Требования к обслуживанию

Разные типы конструкций приводят к различным требованиям в обслуживании. Стандартный двигатель переменного тока требует минимального обслуживания. Обслуживание ограничивается смазкой подшипников, удалением пыли с катушек и проверкой электрических соединений. При этом количество неисправностей в процессе обслуживания снижается, а интервалы обслуживания становятся длиннее. Асинхронные geared моторы требуют более регулярного обслуживания из-за наличия редуктора. Сюда входит регулярная замена смазки редуктора, проверка износа зубьев шестерен и регулировка люфта. Подвижные части редуктора увеличивают вероятность возникновения неисправностей. Например, изношенная шестерня может увеличить уровень шума и вибрации двигателя, что может привести к увеличению крутящего момента и, как следствие, потребует замены ушей.

Стоимость и финансовые соображения

Разница в стоимости становится очевидной при покупке и долгосрочном владении. Стандартные асинхронные двигатели стоят от нескольких долларов до сотен, в зависимости от размера и мощности, при этом более простые варианты доступнее благодаря упрощённому дизайну и компонентам. Стандартные асинхронные двигатели дешевле из-за своей простой конструкции. Цена асинхронных редукторных двигателей остаётся выше — из-за интегрированного редуктора и большей сложности они в два-три раза дороже стандартных двигателей сопоставимой мощности. Однако следует учитывать и общую стоимость владения. В приложениях с высоким крутящим моментом стандартному двигателю требуется редуктор, что увеличивает затраты на покупку, установку и возможные проблемы совместимости. Редукторные двигатели устраняют эти дополнительные расходы, делая их более экономичными в приложениях с высоким крутящим моментом на длительном промежутке времени. Экономия на энергозатратах также компенсирует первоначальные вложения в более дорогие редукторные двигатели в долгосрочной перспективе.

Управление и точность

Некоторые приложения, требующие контроля скорости или положения, требуют значительного управления и точности. Например, управляемая точность настолько мала, что односкоростные двигатели переменного тока относятся к категории «ограниченной точности». С применением преобразователей частоты двигатели переменного тока становятся «двигателями переменной скорости», что является большим преувеличением, поскольку эти двигатели никогда не способны управлять крутящим моментом с точностью, необходимой для позиционирования. Иначе называемые двигателями переменного тока с редуктором, эти двигатели обладают преимуществом в управлении и точности, поскольку редукторные коробки обеспечивают контроль скорости и усиление крутящего момента в системе двигателя переменного тока. Фиксированное передаточное число коробки передач обеспечивает предсказуемую скорость для открытия и закрытия заслонок на определенные углы или для координации медленной скорости движения конвейерной ленты. Для приложений, требующих высокой точности, некоторые редукторные двигатели оснащаются червячными или планетарными шестернями, которые обеспечивают превосходное понижающее передаточное отношение и меньший люфт по сравнению со внешними редукторами, приводящими в действие стандартные двигатели.