AC-motor med växellåda kontra standard AC-motor: Nya skillnader

AC-motor med växellåda kontra standard AC-motor: Nya skillnader

AC-motorer är mycket populära i många elsystem. Mer än att bara veta vilka komponenter som passar dig bäst är det extremt viktigt att känna till skillnaden mellan AC växelmotorer och standard AC-motorer. Det är sant att båda enheterna omvandlar elektrisk energi till mekanisk energi, men deras design och funktionalitet samt användningsområden skiljer sig väsentligt åt. I den här artikeln kommer vi att diskutera de viktigaste skillnaderna i systemen, oavsett om de används i VVS, industriella maskiner eller hemma i elektronik.

Grundläggande definition och kärnkonstruktion

Standardväxelströmsmotorer (AC) levereras med två huvuddelar som inkluderar en rotor och en stator. Rotorn är den del som kan snurra medan en växelström går genom motorstatorns spolar. Motorns design är enkel och fokuserar på att omvandla den tillkommande elektriska strömmen till rotationsrörelse. Motorn innehåller inte extra delar för hastighetsminskning eller momentförstärkning. Motorn fungerar på egen hand. AC-motorns växel är en hybrid mellan en AC-motor och en växellåda som är monterad på utgångsaxeln. Växellådan har en uppsättning räta, ormar och planetväxlar som hjälper motorn att leverera hastighet och moment vid utgången. Detta ger en komplett lösning för applikationer som kräver varierande hastigheter och moment.

Hastighets- och Momentkarakteristik

Det är tydligt att en AC-motor är konstruerad med fasta hastigheter, t.ex. enkel- eller flerhastighetsmotorer, samt en variabelfrekvensomvandlare, medan en AC-motor med växellåda byter hastighet mot vridmoment genom sin växellåda. Ta som exempel en AC-motor i en hushållsvärmare: den löper relativt högt med 1800 RPM, medan en AC-motor på 1800 RPM kopplad till en växellåda med 10:1 översättning arbetar på 180 RPM med en utgångseffekt som har tio gånger det ursprungliga vridmomentet. Därför är växelmotorer konstruerade för låg hastighet och högt vridmoment, vilket en AC-motor kan anpassas mot med ett relativt högt avkastningsvärde på 180 RPM. Växelmotorerna är mycket mer effektiva när de kombineras med AC-motorer för långsamma rotationer med låg hastighet. Därför är standardmotorer som inte kan nå låga hastigheter med högt vridmoment standardväxelmotorer.

Tillämpningsscenarier

En viktig skillnad mellan AC växelmotorer och en AC-motor är att den förra tillåter inställning av antingen konstant eller varierande hastigheter t.ex. enkel eller flera. AC växelmotorer byter hastighet mot vridmoment med hjälp av växellådan, men en AC-motor... Ta en AC-motor 1800 RPM-motor kopplad med 10:1 växellåda. En motor med 10 gånger det ursprungliga vridmomentet och en utgång på 10 gånger mer än det ursprungliga vridmomentet. En hushållsfläkt är ett exempel på en AC-motor. Den går med 1800 RPM, men AC-motorer som är riktade mot högre återföring används till syften med låga hastigheter och högt vridmoment vid 180 RPM. De är mer effektiva kopplade med AC-motorer för långsamma rotationer som växelmotorer används till högt vridmoment. Standardväxelmotorer, även om de är mer effektiva, är inte kapabla att nå det högre vridmomentet.

Storlek, Vikt och Installation

En viktig skillnad mellan AC växelmotorer och en AC-motor är att den förra tillåter inställning av antingen konstant eller varierande hastigheter t.ex. enkel eller flera. AC växelmotorer byter hastighet mot vridmoment med hjälp av växellådan, men en AC-motor... Ta en AC-motor 1800 RPM-motor kopplad med 10:1 växellåda. En motor med 10 gånger det ursprungliga vridmomentet och en utgång på 10 gånger mer än det ursprungliga vridmomentet. En hushållsfläkt är ett exempel på en AC-motor. Den går med 1800 RPM, men AC-motorer som är riktade mot högre återföring används till syften med låga hastigheter och högt vridmoment vid 180 RPM. De är mer effektiva kopplade med AC-motorer för långsamma rotationer som växelmotorer används till högt vridmoment. Standardväxelmotorer, även om de är mer effektiva, är inte kapabla att nå det högre vridmomentet.

Effektivitet och energiförbrukning

Skillnaden mellan AC-motorväxlar och AC-motorer ligger framför allt i deras verkningsgrad, huvudsakligen på grund av AC-motorväxlar växellådor. Den mekaniska verkningsgraden för en AC-motor är högre (70-90 %) eftersom de största förlusterna beror på elektrisk resistans i spolarna och friktion i lagren. AC-motorväxlar bedöms vara mindre effektiva (60-85 %) eftersom ytterligare energi går förlorad genom friktion i växlar, liksom i smörjmotstånd och mekanisk spel. Nej, motorväxlar är fortfarande energieffektiva för det arbete de är konstruerade för. I flera fall kräver en motorväxel mindre energi än en standardmotor av samma storlek som är avsedd att alstra samma vridmoment. Till exempel, jämfört med en stor standardmotor som ger samma vridmoment utan växel, levererar en AC-motorväxel samma vridmoment med lägre effektinmatning.

Underhållskrav

Olika slags konstruktioner leder till olika slags underhållsbehov. En standard AC-motor kräver minimalt underhåll. Underhållsarbete begränsas till smörjning av lagren som använder olja, dammning av spolar och kontroll av elektriska anslutningar. Det förekommer färre underhållsrelaterade fel och längre serviceintervall. AC växelmotorer kräver mer regelbundet underhåll på grund av växellådan. Detta innebär regelbunden utbyte av växellådans smörjmedel och kontroll av kuggar för slitage samt justering av kuggspel. De rörliga delarna i växellådan ökar sannolikheten för fel. Till exempel kan en nöt kugg öka motorljudet och vibrationerna, vilket kan leda till ett ökat vridmoment som kräver byte av öra.

Kostnadsöverväganden

Kostnadsskillnader blir tydliga i inköpspris och långsiktig ägandeskap. Standard AC-motorer kostar från några dollar till hundratals beroende på storlek och effekt, medan enklare modeller är billigare att köpa på grund av sina enkla konstruktioner och komponenter. Standard AC-motorer är billigare på grund av sina enkla konstruktioner. Priset på AC-motorer med växellåda är fortfarande dubbelt till tre gånger högre jämfört med en motsvarande standardmotor på grund av den integrerade växellådan och ökad komplexitet. Det är ändå viktigt att påpeka att den totala ägandekostnaden också måste analyseras. I högmomentapplikationer behöver standardmotorn en växellåda, vilket ökar kostnaderna för inköp, installationstid och kompatibilitetsproblem. Motorer med växellåda löser dessa extra kostnader och gör det billigare för momentkrafvande applikationer på lång sikt. Besparingar på energikostnader tack vare växellådemotorer betalar också av investeringen i de dyrare växellådemotorerna över tid.

Styrning och Precision

Vissa applikationer som kräver kontroll av hastighet eller position behöver betydande kontroll och precision. Till exempel är den kontrollerade precisionen så dålig att enkelhastighets AC-motorer klassificeras som "begränsad precision". Med VFD:er (variabla frekvensdrifter) lyfts AC-motorer upp som "varvtalsreglerade motorer", vilket är en grov överskattning eftersom dessa motorer aldrig kan kontrollera precision i vridmoment för positionsreglering. Även kallade AC växelmotorer, har dessa motorer en fördel när det gäller kontroll och precision eftersom växellådor ger hastighetskontroll och momentförstärkning till ett AC-motorsystem. Det fasta växelkvetet i växellådan ger förutsägbar hastighet för att öppna och stänga spjäll till specifika vinklar, eller för att samordna en låg hastighet för en transportbana. För applikationer med hög precision är vissa växelmotorer utrustade med maskväxlar eller planetväxlar, vilket ger bättre reduktion och lägre spel jämfört med externa reduktorer som driver standardmotorer.