Двигатели постоянного и переменного тока: Отличия электродвигателей постоянного и переменного тока

Содержание

Какие отличия между двигателями переменного и постоянного тока

Противостояние двух видов тока, развернувшееся в мире в конце XIX – начале ХХ веков, привело к безоговорочной победе переменного тока и постепенной капитуляции постоянного.

Однако электродвигатели и переменного, и постоянного тока до сих пор используются на производстве и в быту, они совершенствуются, разрабатываются новые модели. Отсюда следует вывод, что от постоянного тока отказались не полностью.

Изобретение двигателей переменного тока не следует списывать на одного человека, как это делается сейчас, многие уверенны, что все, что касается переменного тока, а заодно и сам ток, изобрел один лишь Никола Тесла. Но это не так: несколько крупных ученых разработали и изготовили свою модель двигателя. Например, одним из первых изобретателей был Чарльз Уитстон в 40-х годах XIX века, а в 1889 году русский ученый М.О. Доливо-Добровольский изобрел трехфазный двигатель, который по своим характеристикам превосходит изобретение Теслы.

Фактически, двигатели по этому принципу изготавливаются до наших дней.

Основное отличие конструкции двигателей:

Переменного тока – обмотка на статоре, между ним и ротором воздушный зазор (его величина тоже несет в себе дополнительные свойства).

Постоянного тока – обмотка на ротора (он называется якорь, он вращается).

По способу возбуждения они подразделяются на двигатели независимого параллельного, последовательного и смешанного возбуждения.

Сейчас моторы переменного тока нашли широчайшее применение в быту, промышленности, сельском хозяйстве, также они активно эксплуатируются на электростанциях. Они получили распространение, благодаря простой технологичной конструкции, высоким энергетическим показателям, надежности и стабильности работы.

Двигатели переменного тока бывают однофазные и трехфазные.

Первый – однофазный – не имеет начального пускового момента и поэтому часто используется бытовых приборах, он вращается в ту сторону, в которую направляет внешняя сила. Кроме того, его мощность несколько меньше чем у трехфазных.

Обмотка его статора расположена в пазах и занимает примерно 2/3. Если этому типу все-таки требуется пусковой момент, то двигатель снабжают дополнительной обмоткой (из провода меньшего сечения), сдвинутой на 90 градусов относительно рабочей.

Трехфазные асинхронные двигатели подразделяются на два основных типа: с короткозамкнутым ротором и с фазным ротором (их еще называют “с контактными кольцами”). Статор у них одинаковый.

Асинхронные с короткозамкнутым ротором являются наиболее распространенными. На статоре – трехфазная обмотка, обмотка ротора – короткозамкнутая в виде “беличьей клетки”, они размещаются в пазах, расположенных на внешней поверхности – у статора, и на внутренней – у ротора, простейший элемент обмотки – виток, состоящий из двух или нескольких параллельных проводников, которые размещены в пазах и расположены друг от друга на некотором расстоянии.

Это расстояние называют шагом обмотки, который приблизительно равен одному полюсному делению.

Вращающееся поле статора и пересекает проводящие обмотки ротора, создает напряжение, чем и вызывает появление тока в обмотках и вращение ротора. На силу тока влияет подключенное сопротивление, причем зависимость обратно пропорциональная, то есть, чем выше сопротивление, тем, соответственно, сила тока ниже и наоборот. В свою очередь, вращающий момент наоборот прямо пропорционален и увеличивается с ростом сопротивления.

В случае с фазным ротором его разомкнутая обмотка выводится на контактные кольца для соединения с внешней схемой. Его используют для регулярно работающих электроприводов, не изменяющих скорость (или – в небольших пределах).

Двигатели постоянного тока сейчас используются только в промышленности и в сложных приборах, где важно точное регулирование скорости работы (прокатные станы, мощные металлорежущие станки, тяга на транспорте). Их отличает высокая стоимость, а также некоторые преимущества, которые оказываются важными на сложном оборудовании: более высокий КПД, возможность плавной и точной регулировки оборотов, частота вращения может быть очень высокой, чем в случае с переменным.

Также в наукоемких точных отраслях используются шаговые двигатели и серводвигатели, в которых можно регулировать многие параметры.

Статью предоставила компания НПП “Сервомеханизмы” www.servomh.ru – производитель и поставщик устройств линейного перемещения, электродвигателей, муфт для валов и комплектующих.

Электродвигатели постоянного и переменного тока в Казахстане

Электродвигатели – устройства, преобразующие электроэнергию в механическую работу. Принцип действия основан на явлении электромагнитной индукции.

В зависимости от внутренней конструкции устройства, питающим элементом может быть постоянный или переменный ток.

Электродвигатели постоянного тока

Двигатели, работающие на постоянном токе, применяют для создания регулируемых электроприводов, требующих высоких динамических и эксплуатационных показателей — хорошей перегрузочной способности.

Устройства применяются:

В прессах;
Подъемных кранах;
Электротранспорте;
Буровых установках;
В различных станках.

Принцип работы двигателя, базируется на эффекте отталкивания и притягивания одноименных и разноименных полюсов магнитов. Устройство можно назвать самосинхронизирующейся машиной. Простейший двигатель состоит из статора (индуктора), ротора (якоря) и щеточно-коллекторного узла. Работа по вращению ротора производится при помощи внешнего источника тока. Такое устройство способно работать как генератор.

Частота вращения ротора регулируется тремя способами: сменой магнитного потока возбуждения, регулировкой объема подводимого напряжения, увеличением или уменьшением сопротивления в якорной обмотке. Первые два способа наиболее распространенные.

Регулировка частоты возбуждения двигателя постоянного тока осуществляется при помощи реостата. Также подойдет любое устройство, с возможностью изменения активного сопротивления, например, транзистор.

Таким методом скорость повышается не более чем на 30% от номинала.

Для регулировки напряжения, необходимо наличие стационарного источника постоянного тока. Подойдет генератор или преобразователь. Такой метод применяют на больших промышленных производствах.

Электродвигатели переменного тока

Для преобразования электроэнергии переменного тока, в механическую работу, используются асинхронные двигатели. Устройства мощностью до 0,5 кВт – однофазные. Более мощные – трехфазные. Такие агрегаты используются в различных установках, таких как:

Метало обрабатывающие станки;
Подъемные и транспортные устройства;
Насосы;
Вентиляторы;
Устройства автоматики.

Конструкция электродвигателя переменного тока основана на свойствах вращающегося магнитного поля. Основными элементами асинхронного двигателя являются ротор, статор и их обмотки. В цилиндре – роторе, находящемся во вращающемся магнитном поле статора, возникают вихревые токи, создающие собственное магнитное поле.

Взаимодействие полей приводит ротор в движение. Существует два типа асинхронных двигателей: с короткозамкнутым и фазным роторами.

Скорость вращения асинхронного двигателя регулируется путем регулировки сопротивления цепи ротора, увеличением или уменьшением напряжения на обмотке статора, изменением количества пар полюсов.

Подключение резисторов к цепи ротора приводит к потере мощности и уменьшению частоты обращения ротора из-за скольжения. Такой метод приводит к существенным потерям энергии.

Изменение напряжения на обмотке статора – самый простой способ регулировки частоты вращения двигателя. Для этого, между сетью электропитания и обмоткой статора, дополнительно устанавливается регулятор напряжения.

Изменяя частоту напряжения, сохраняя то же количество пар полюсов, можно регулировать угловую скорость магнитного поля статора. Таким методом достигается плавное изменение скорости вращения, без потерь механических характеристик.

Работаем в следующих городах Казахстана: Алматы, Астана, Аксу, Актау, Актобе, Аксай, Атырау, Байконур, Балхаш, Жезказган, Караганда, Кокшетау, Костанай, Кызылорда, Павлодар, Петропавловск, Семей, Талдыкорган, Тараз, Уральск, Усть-Каменогорск, Шымкент, Экибастуз.

Двигатели постоянного и переменного тока

: отличия и преимущества

Автор: Брэдли | Оставить комментарий

Электродвигатели играют важную роль почти во всех отраслях промышленности. Использование правильного типа двигателя с высококачественными деталями и регулярное техническое обслуживание обеспечивают бесперебойную работу вашего объекта и предотвращают повреждение конечного оборудования из-за износа или скачков напряжения.

Gainesville Industrial Electric может помочь вашей компании выбрать правильные промышленные электродвигатели и детали для ваших приложений.

A Учебник по электродвигателям

Электродвигатели — это машины, которые преобразуют электрическую энергию — либо накопленную энергию, либо прямое электрическое соединение — в механическую энергию посредством создания вращательной силы. Двумя основными типами электродвигателей являются:

Двигатели переменного тока , работающие от переменного тока
Двигатели постоянного тока , которые питаются от постоянного тока

Принцип работы электродвигателей

Как двигатели переменного, так и постоянного тока используют электрический ток для создания вращающихся магнитных полей, которые, в свою очередь, создают вращательную механическую силу в якоре, расположенном на роторе или статоре, вокруг вала. В различных конструкциях двигателей используется одна и та же базовая концепция для преобразования электрической энергии в мощные импульсы силы и обеспечения динамических уровней скорости или мощности.

Компоненты главного двигателя

Хотя электродвигатели могут отличаться от одной конструкции или типа к другой, многие из них содержат эти Детали и узлы (расположенные от центра наружу):

Центральный вал двигателя
Обмотки
Подшипники (для уменьшения трения и износа)
Якорь (расположенный на роторе, вращающаяся часть, или на статоре, неподвижная часть)
Щетки (в двигателях постоянного тока)
Клеммы
Рама и торцевые щиты

Типы электродвигателей: двигатели переменного и постоянного тока

Двигатели переменного и постоянного тока представляют собой широкие категории двигателей, которые включают более мелкие подтипы. Асинхронные двигатели, линейные двигатели и синхронные двигатели, например, все типы двигателей переменного тока. Двигатели переменного тока также могут включать частотно-регулируемые приводы для управления скоростью и крутящим моментом двигателя, а двигатели постоянного тока доступны в моделях с самовозбуждением и с независимым возбуждением.

Привод переменного тока с регулируемой скоростью

Преимущества двигателя переменного тока по сравнению с двигателем постоянного тока

Каждый тип двигателя имеет различные преимущества, которые делают их наиболее подходящими для различных коммерческих и промышленных применений. Например, двигатели переменного тока универсальны и просты в управлении. Некоторые из их других преимуществ включают в себя:

Низкое энергопотребление при запуске, которое также защищает компоненты на принимающей стороне
Управляемые уровни пускового тока и ускорения
Дополнения VFD или VSD, которые могут контролировать скорость и крутящий момент на разных этапах использования
Высокая прочность и увеличенный срок службы
Возможности для многофазных конфигураций

Двигатели постоянного тока также имеют свои преимущества , такие как:

Более простая установка и обслуживание
Высокая пусковая мощность и крутящий момент
Быстрое время отклика на пуск, останов и ускорение
Наличие нескольких стандартных напряжений

Какой двигатель мощнее: переменного или постоянного тока?

Двигатели переменного тока обычно считаются более мощными, чем двигатели постоянного тока, поскольку они могут генерировать более высокий крутящий момент за счет более мощного тока. Однако двигатели постоянного тока обычно более эффективны и лучше используют входную энергию. Двигатели как переменного, так и постоянного тока бывают разных размеров и мощностей, которые могут удовлетворить требования к мощности в любой отрасли.

Применение двигателей переменного и постоянного тока

Двигатели переменного и постоянного тока находят применение в технологических процессах и установках почти во всех отраслях промышленности. Одни из самых распространенных Промышленное применение двигателей переменного тока включает:

Бытовые приборы
Приводы и системы компрессоров
Компьютеры
Конвейерные системы
Вентиляторы и кондиционеры
Гидравлические и ирригационные насосы
Транспортное оборудование

Общие промышленные применения для двигателей постоянного тока включают:

Производство и производство
Машины, требующие постоянной мощности, такие как пылесосы, лифты и швейные машины
Складское сортировочное оборудование

Выбор подходящего электродвигателя для вашего промышленного применения

Установка и техническое обслуживание подходящих двигателей на объектах и оборудовании вашей компании является важным шагом к обеспечению бесперебойной работы и производства.

Gainesville Industrial Electric продает и обслуживает двигатели переменного и постоянного тока, запчасти и многое другое. Мы также являемся авторизованным заводским гарантийным центром. Чтобы получить помощь в выборе подходящего электродвигателя или промышленной сборки для вашего применения, свяжитесь с нами или запросите дополнительную информацию сегодня, чтобы получить предложение.

Связанный контент:

Наш каталог электродвигателей
Руководство по электродвигателям

Ищи:

Последние сообщения

Двигатели для дробилок | Камнедробилка — особенности и области применения
Приводы переменного тока 101: что это такое, области применения, преимущества
Промышленные редукторы 101 | Типы и области применения
Взрывозащищенные двигатели • Руководство по выбору
Однофазные и трехфазные двигатели: руководство по выбору

В чем основная разница между двигателем переменного и постоянного тока?

Электрическая машина — это устройство, которое преобразует механическую энергию в электрическую и наоборот. Двигатель — это тип электрической машины, которая преобразует электрическую энергию в механическую. Эти двигатели могут работать как от электрической энергии переменного тока, так и от электрической энергии постоянного тока. Поэтому двигатели делятся на два основных типа; Двигатель переменного тока и двигатель постоянного тока.

Оба типа двигателей генерируют механическую энергию, используемую для перемещения любой механической нагрузки и т. д., но их конструкция, управление, эффективность и применение совершенно разные. Вы можете узнать больше об основной информации о переменном и постоянном токе и напряжении в предыдущем посте.

Связанный пост: Разница между генератором переменного тока и генератором в сравнении

Прежде чем перейти к списку различий между двигателями переменного и постоянного тока, давайте обсудим, как работает двигатель, и основы работы двигателя переменного и постоянного тока.

Что такое двигатель переменного тока?

Это тип электрической машины, которая преобразует электрическую энергию переменного тока в механическую энергию.

Существует два типа двигателей переменного тока; Асинхронный (асинхронный) двигатель и синхронный двигатель

В асинхронном или асинхронном двигателе статор состоит из нескольких обмоток, а ротор (с короткозамкнутым ротором или обмоткой) состоит из замкнутых контуров проводников. Переменный ток подается на статор, который создает переменный поток, называемый вращательным магнитным полем .

Этот магнитный поток создает индукционный ток в роторе в соответствии с законом индукции Фарадея. Индуцированный ток противодействует магнитному полю и начинает вращаться в его направлении. Таким образом, асинхронный двигатель, однофазный или трехфазный, работает по принципу электромагнитная индукция между статором и ротором.

В синхронном двигателе отдельный постоянный ток подается на ротор через контактные кольца для создания собственного магнитного поля или используется постоянный магнит. Вход переменного тока подается на статор для создания вращательного магнитного поля.

Магнитное поле ротора блокируется магнитным полем вращения статора и начинает вращаться с той же скоростью. Поскольку вращающееся магнитное поле зависит от частоты переменного тока питания, скорость двигателя зависит только от входной частоты. Поэтому он называется синхронным двигателем.

Поскольку вход всегда применяется к статору, угольные щетки не используются. Таким образом, они более надежны и требуют меньше обслуживания. Они более эффективны, чем двигатели постоянного тока, в плане выработки большей механической мощности.

Но управлять скоростью двигателя переменного тока немного сложнее, чем двигателя постоянного тока. Поскольку это в основном зависит от входной частоты, мы используем устройство под названием VFD (преобразователь частоты) для изменения входной частоты питания двигателя. Их также называют приводами переменного тока. Их направление регулируется изменением полярности только пусковой обмотки.

Связанная запись: Разница между генератором переменного и постоянного тока

Что такое двигатель постоянного тока?

Это тип электрической машины, которая преобразует электрическую энергию постоянного тока в механическую энергию.

Основной принцип , по которому работает двигатель постоянного тока, заключается в том, что «когда проводник с током помещается в магнитное поле, на него действует механическая сила, взаимно перпендикулярная магнитному полю и направлению тока». Направление силы определяется Правило левой руки Флеминга .

Якорь двигателя постоянного тока состоит из многожильных обмоток. Он размещен внутри корпуса, выполненного для постоянного магнита, создающего магнитное поле. Якорь несет постоянный ток , питаемый от любого источника постоянного тока, например, аккумуляторов. Магнитное поле взаимодействует с токоведущими проводниками якоря. Таким образом, на якорь действует механическая сила.

Поскольку вход применяется к движущаяся часть (ротор) двигателя постоянного тока, мы используем угольные щетки и коммутатор для подачи переменного тока на якорь. Поэтому они называются Коллекторный двигатель постоянного тока . Щетки и коллектор со временем изнашиваются, поэтому требуют частого обслуживания. Искры между коммутатором также снижают его эффективность и создают шум.

В BLDC (бесщеточный двигатель постоянного тока) статор состоит из нескольких катушек, окружающих якорь ротора из постоянных магнитов. Постоянный ток преобразуется в трехфазный переменный ток с помощью тиристоров и подается на катушки статора для создания вращающегося магнитного поля. В таких двигателях вход подается на неподвижную часть, поэтому для него не требуются щетки или коммутатор. Это помогает повысить производительность двигателя, а также его эффективность. Вы также можете узнать больше о шаговых двигателях и серводвигателях в предыдущих постах с подробностями.

Таким образом, в двигателе постоянного тока вход может быть применен к ротору (в щеточном двигателе постоянного тока) и статору (в двигателе постоянного тока BLDC).

Скорость двигателя постоянного тока можно легко контролировать, изменяя входное напряжение. Одним из простых методов управления входным напряжением является ШИМ (широтно-импульсная модуляция). Направление двигателя постоянного тока изменяется при изменении полярности входного источника постоянного тока. Вы также можете прочитать о расчете сечения кабеля для двигателей LT и HT.

Связанный пост: Разница между трансформатором и асинхронным двигателем

Основные различия между двигателями переменного и постоянного тока

Двигатель переменного тока	Двигатель постоянного тока
Электрическая машина, преобразующая электрическую энергию переменного тока в механическую энергию.	Электрическая машина, которая преобразует электрическую энергию постоянного тока в механическую энергию.
Питается от переменного тока (AC).	Питается от однонаправленного постоянного тока (DC).
Существует два основных типа двигателей переменного тока; Асинхронный (асинхронный) двигатель и Синхронный двигатель .	Существует два основных типа двигателей постоянного тока; Коллекторный двигатель постоянного тока и Бесщеточный двигатель постоянного тока (BLDC) .
Двигатели переменного тока могут быть однофазными (фаза и нейтраль в качестве входа) или трехфазными (3 линии проводов под напряжением в качестве входа).	Двигатели постоянного тока являются однофазными и имеют две входные линии (положительную и отрицательную).
Входное питание якоря – переменный ток, поэтому не требует коммутации.	Источник питания постоянного тока, поэтому требуется коммутация входа постоянного тока в переменный.
Якорь всегда неподвижен, известный как статор .	Якорь в щеточном двигателе постоянного тока вращается, также известный как ротор .
Вход подается на статор, поэтому нет необходимости в угольных щетках.	Вход подается на ротор, поэтому ему нужны угольные щетки и коллектор.
Не шумит и работает плавно.	Щетки скользят по якорю , создавая шум и искры .
Обеспечивает повышенную выходную мощность .	Предлагает широкий выбор из контроль скорости .
Источники питания могут быть однофазными, или трехфазными.	Источником питания является источник постоянного тока, такой как батареи , элементы и солнечные панели и т. д.
В качестве источника питания используется сеть переменного тока .	Использует запасенное резервное питание от батарей.
Направление можно изменить, изменив полярность пусковой обмотки в одной фазе и поменять местами любые две клеммы в 3-фазном двигателе.	Его направление можно легко изменить, изменив полярность входа постоянного тока .
Его скорость регулируется изменением входной частоты . Он использует VFD для управления их скоростью.	Скорость регулируется изменением тока якоря . Управлять извне проще через ШИМ.
Требуется на меньше обслуживания и является экономически эффективным.	Требует частого и дорогостоящего обслуживания . таким образом, они дороже, чем AC.
Магнитное поле вращает , пока якорь неподвижен.	Магнитное поле стационарно пока якорь вращается.
Крутящий момент уменьшается с увеличением скорости.	Обеспечивает постоянный крутящий момент в широком диапазоне скоростей.
Двигатель переменного тока имеет относительно низкий КПД из-за потерь индукционного тока.	Двигатель постоянного тока имеет высокий КПД , поскольку магнитное поле создается постоянным магнитом.
Не все двигатели переменного тока являются самозапускающимися и требуют внешнего оборудования для запуска.	Все двигатели постоянного тока являются самозапускающимися двигателями .
Асинхронный двигатель переменного тока является наиболее часто используемым электродвигателем в бытовом и промышленном секторах, например, в сверлильных станках, водяных насосах, вентиляторах, стиральных машинах, воздуходувках и т. д.	Используется в приложениях, требующих точного контроля положения и высокого крутящего момента, таких как подъемники, краны, конвейерные ленты и т. д., а также небольшие двигатели во встроенной электронике, маленькие игрушки.

Вывод этой статьи заключается в том, что двигатели переменного тока используются из-за их наилучшей выходной мощности, надежности и необходимости меньшего обслуживания. В то время как двигатель постоянного тока используется из-за их более легкого управления скоростью и направлением. Но их частое обслуживание обходится очень дорого. В целом, использование частотно-регулируемого привода с двигателем переменного тока может обеспечить менее дорогое решение проблемы.

Если мы говорим о , основное различие между двигателем постоянного и переменного тока заключается в коммутаторе, и можно легко отличить и определить, является ли это двигателем переменного тока или двигателем постоянного тока. Короче говоря, если в двигателе есть коммутатор, это двигатель постоянного тока, в противном случае это двигатель переменного тока.

Какие отличия между двигателями переменного и постоянного тока

Электродвигатели постоянного и переменного тока в Казахстане