Когда такие современные машины, использующие электроэнергию, работают как в промышленности, так и в быту, выбор числа фаз в двигатель будет иметь большое влияние на их производительность, экономичность и приложению ассортимент. По количеству катушек внутри двигателя двигатели можно разделить на три категории: однофазные двигатели, двухфазные двигатели и трехфазные двигатели. Общее применение всех трех двигателей становится очень важным в их диапазоне областей.
Целью этой статьи является введение в основы фазировки двигателя и обсуждение выбора фазы с учетом производительности и применения двигателей. К концу этого читатели будут иметь лучшее понимание концепции и классификации фазировки двигателя для выбора наиболее подходящего двигателя с оптимальной производительностью и эффективностью.
Однофазные двигатели
Однофазный двигатель — это один из видов двигателя, который берет одну входную фазу для своей рабочей передачи энергии; и имеет простую конструкцию с низкой стоимостью производства, вообще говоря, однофазный двигатель имеет свою основную структуру работы, основанную на принципах однофазного переменного тока; в основном, в нем есть одна основная катушка вместе с одной вторичной катушкой. Одна основная магнитная сила обеспечивается основной катушкой, которая подключена к источнику питания переменного тока, в то время как другая катушка, вспомогательная, создает смещающееся магнитное поле через конденсатор, чтобы помочь двигателю при запуске и работе. Когда питание переменного тока подается на основную катушку, создаваемое магнитное поле начинает вращение ротора, тем самым позволяя двигателю работать.
Однофазные двигатели относительно просты по конструкции и включают в себя несколько частей, таких как статор, ротор и подшипники. Статор — это катушка, закрепленная внутри двигателя и предназначенная для генерации магнитного поля. Ротор, с другой стороны, является вращающейся частью, которая, взаимодействуя с магнитным полем, создаваемым статором, будет генерировать энергию. Подшипники затем поддерживают вращение ротора и уменьшают потери на трение.
Однофазные двигатели нашли широкое применение в бытовых приборах и насосах. Однако, по сравнению с двухфазными и трехфазными двигателями, однофазные двигатели имеют меньший пусковой момент, менее эффективны и имеют плохие возможности высокой выходной мощности. Поэтому для некоторых промышленных целей, требующих высокой мощности и эффективности, в основном используются двухфазные или трехфазные двигатели.
Для работы однофазных двигателей обычно требуются некоторые цепи и устройства, такие как конденсаторы, пусковые цепи и регуляторы постоянного напряжения, которые поддерживают постоянный ток и напряжение питания двигателя для правильного запуска и работы однофазных двигателей.
Двухфазные двигатели
Сравнительно редко используются двухфазные двигатели, принцип работы которых основан на особенностях двухфазного переменного тока. По сравнению с однофазными двигателями двухфазные двигатели имеют лучший пусковой момент и более плавные характеристики хода, поэтому находят свое применение в определенных специфических областях.
Двухфазный двигатель обычно состоит из двух катушек. Они известны как катушки фазы A и фазы B. В свою очередь, эти две катушки в таких типах двигателей имеют свои две фазы, смещенные по фазе на 90 градусов; источник питания переменного тока генерирует вращающееся магнитное поле в этих двух катушках. Их ротор может быть набором постоянных магнитов или электромагнитов, которые могут перемещаться, и, таким образом, когда происходит взаимодействие между этим ротором и вращающимся магнитным полем, это взаимодействие обеспечивает двигатель движущей силой. Эти особенности обеспечивают плавную скорость и крутящий момент в двухфазных двигателях, что делает их очень подходящими для приложений, требующих близкого и плавного управления; следовательно, это формирует основу, на которой работают точные приборы и датчики. Двухфазные двигатели обещают более высокую эффективность при сниженном уровне шума и, таким образом, находят применение в приложениях, которые придают первостепенное значение плавности работы и уровню шума.
Однако двухфазные двигатели имеют более узкие области применения по сравнению с трехфазными. Это связано с тем, что двухфазные двигатели должны быть снабжены более сложными схемами и системами управления для их питания и работы. Кроме того, большой крутящий момент и большую мощность нелегко реализовать на двухфазном двигателе; таким образом, ограничивая его применение в некоторых промышленных областях.
Трехфазные двигатели
Трехфазный двигатель — это тип двигателя, который приводится в действие трехфазным переменным током, включая три катушки внутри: A-фаза, B-фаза и C-фаза. В этих трех катушках ток в каждой катушке сдвинут по фазе на 120 электрических градусов. Двигатель работает с вращающимся магнитным полем, при этом три катушки подвергаются воздействию источника переменного тока. Ротор в трехфазном двигателе состоит из постоянных подвижных магнитов или электромагнитов, которые взаимодействуют с вращающимся магнитным полем и обеспечивают движущую силу двигателя для реализации определенных операций. Создание вращающегося магнитного поля внутри такого двигателя зависит, помимо прочего, от частоты и разности фаз источника питания переменного тока. Фактически, путем изменения частоты и разности фаз источника питания реализуются запуск, ускорение, замедление и реверсирование двигателя.
Это также повышает эффективность трехфазного двигателя с гораздо большей мощностью и областью применения. Таким образом, двигатель имеет несколько применений в каждом виде использования тяжелой техники, включая ветряные турбины, водяные насосы, компрессоры и т. д. В дополнение к этому, также были улучшены пусковая способность и стабильность работы. Вышеупомянутые преимущества помогают трехфазному двигателю быть предпочтительным в случае высоких, очень точных измерений любой работы прибора.
В реальных проектах его обычно необходимо оснастить соответствующей схемой и системой управления для работы. Он подает питание и работает. Устройство управления двигателем обычно представляет собой трехфазный инвертор. Точное управление двигателем может быть реализовано путем регулировки частоты и разности фаз переменного тока. Кроме того, для трехфазных двигателей подбираются соответствующие защитные устройства и техническое обслуживание, чтобы гарантировать безопасность и надежность в работе.
Он состоит из особого типа трехфазного двигателя, ротор которого в основном состоит из постоянных магнитов, и никакого такого возбуждения от внешнего источника не требуется. Поскольку постоянный магнит все время обеспечивает постоянное магнитное поле, трехфазный синхронный двигатель с постоянным магнитом функционирует за счет взаимодействия вращающегося магнитного поля, генерируемого внутри двигателя, и поля, создаваемого постоянным магнитом, что, в свою очередь, позволяет двигателю обеспечивать привод и работу. Его эксплуатационные достоинства включают высокую эффективность, высокий коэффициент мощности и очень низкий уровень шума, так что двигатель может использоваться в высокоточных, высокоскоростных приложениях, требующих высокой надежности.
С точки зрения производительности, при общем выборе, выбор числа фаз тесно связан с производительностью как двигателя, так и диапазона применения. Зная, какие двигатели работают лучше всего с различными конфигурациями фаз, мы можем оценить их пригодность для указанных условий применения. Кроме того, существуют начальные характеристики, сложность управления, надежность и стабильность. Рассмотрение всех этих факторов вместе на основе фактических потребностей позволит нам выбрать наиболее подходящее число фаз и тип двигателя, что позволит двигателю работать оптимально в данном приложении и повысить эффективность и надежность.