Обзор двигателей с регулируемой скоростью вращения

 

Большинство двигателей предназначены для работы с постоянной скоростью и обеспечивает постоянный выход. В то время как во многих случаях это может быть более адекватным, оно не во всех. асинхронные двигатели с двумя скоростями может повысить эффективность для холодильников, кондиционеров и воздуходувок.

Хотя теоретически это может быть сделано с любым индукционной применения двигателя , большее значение получается с приборами , которые работают часто. В режиме с двумя скоростями работы, длительные периоды времени , которые обычно используют на полную мощность можно заменить длительными периодами существенно меньшей мощности с короткими периодами , когда полная мощность может потребоваться.

В настоящее время жилых центральные кондиционеры, вентиляторы (печи), а также стиральные машины воспользоваться преимуществами этой технологии, так как небольшие изменения в скорости может существенно сократить потребление энергии (потребляемая мощность приблизительно пропорциональна кубическому корню из скорости вращения вала, например, вал сокращение на 10% соответствует 27% снижение мощности).

Есть много способов для управления скоростью вращения вала двигателя.Наиболее распространенным способом является с помощью дроссельных устройств, таких как клапаны и впускные лопатками.

Тем не менее, этот тип управления сравнима с вождения автомобиля на высокой скорости и управления скоростью при помощи тормоза.

Другой способ заключается в использовании ASDs. Этот тип привода контролирует скорость путем регулирования напряжения, тока и / или частоту посланный на двигатель до тех пор , пока не будет получено приближенное скорость загрузки. Несколько типов ASDs доступны, каждый со своими характеристиками и практическим применением. Даже в этих устройствах, есть много различных видов.

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) ASD

Широтно - импульсная модуляция (ШИМ) ASDs работы путем измельчения импульсов различной ширины для создания желаемого выходного напряжения. Они делают это с помощью компьютерного программного обеспечения , которое в свою очередь , находится под контролем сложной синхронизации мониторинга алгоритмы, длительности и частоты.

Этот тип ASD имеет довольно высокий коэффициент мощности, хорошее время отклика, а также низкий уровень гармонических искажений. Они также имеют возможность Contol много различных двигателей из той же системы.

Их падение выше тепловыделение и ограниченной длины кабеля для передачи данных от управления к двигателю.

Источник напряжения инвертора (VSI) ASD

Источник напряжения инвертора (VSI) ASDs также может управлять многими двигателями от одного привода и имеют преимущество простой схемы (преимущество , что не существует в ШИМ - ЗАС). Как правило , они имеют конденсатор перед инвертором , чтобы помочь сохранять энергию и держать напряжение стабильным.

Их диапазоны регулирования от 10 до 200% от номинальной скорости двигателя ; Тем неменее, ниже 10% он ломается и становится очень неэффективным.

источник тока инвертора (CSI)

Последний общий тип ASD является источник тока инвертора (CSI). Он использует индуктивные характеристики двигателя для стабилизации постоянного тока, как он достигнет инвертора. Поскольку эта индукция должен быть достаточно большим, этот тип привода может быть использован только в средних и больших двигателей.

Преимущества включаютсебя защитукороткого замыкания, тихую работу и высокую эффективность в широком диапазоне скоростей (обычно выше 50%). Темменее,недостатки включают неспособность проверить дискпока не подключен к двигателю и сложности в подключении нескольких двигателей к одному привода.

В таблице 1 приведены характеристики этих четырех типов приводов. Хотя многие из этих приложений выходят за рамки использования для малых двигателей анализируются, упоминается , чтобы указать на потенциальную экономию энергии для подобных систем на достижимую меньших масштабах.

Таблица 1 - характеристики Приводы

Характеристики С модуляцией Источник напряжения инвертора инвертор источника тока
Легкость с дооснащения да да Нет
Мягкий старт да да да
перерождение Вариант (а) Вариант (а) Ingerent
Прогрев двигателя Высокая Низкий Низкий
шум двигателя Высокая Низкий Низкий
Частичная загрузка да да неустойчивый
работа на малой скорости Гладкий; плавный Нет Нет
Низкая скорость пульсации крутящего момента Нет да да
Частота выше 60 Гц да да Нет
Защита от обрыва цепи присущий присущий Обязательный (б)
Защита от короткого замыкания Обязательный (б) Обязательный  (б) присущий
Защита от перегрузки Обязательный (б) Обязательный  (б) присущий
мультидвигателя привод да да Вариант (а)
Контроллер и логика Сложный просто полусложных
Коэффициент мощности 60 Гц Высокая Бедные Бедные
60 Гц гармоники Низкий Высокая Высокая
Моторные гармоники Высокая умеренный умеренный
Напряжение напряжения на двигателе да Нет да
Размер фильтра DC Маленький большой большой
Invertor шум Высокая средний средний
Транзистор / технологии GTO да да Нет
Инвертор переключается Высокая частота Низкая частота Низкая частота
Размер и вес Маленький средний Маленький

(а) - функция доступна за дополнительную плату
(б) - функция должна быть обеспечена конструкцией системы

Вывод

  1. При достаточно высокой приложенного напряжения, электроны могут быть освобождены от атомов изоляционных материалов, в результате чего ток через этот материал.
  2. Минимальное напряжение, которое требуется, чтобы "нарушить" изолятор, заставляя ток через него называется напряжение пробоя, или диэлектрическую прочность.
  3. Чем толще кусок изоляционного материала, тем выше напряжение пробоя, при прочих равных условиях.
  4. Удельная электрическая прочность, как правило, номинальная в одной из двух эквивалентных единицах: вольт на мил, или киловольт на дюйм.