Poradniki

istnieje kilka kluczowych różnic między silnikami prądu przemiennego a silnikami prądu stałego, oprócz oczywistej, która dotyczy sposobu zasilania każdego z tych komponentów. Poniżej znajduje się krótka prezentacja tego, czym jest każdy z tych typów silników, a następnie podsumowanie różnic między nimi.

aby dowiedzieć się więcej o różnych typach silników, zapoznaj się z naszym przewodnikiem zakupu silników.

czym są silniki PRĄDU PRZEMIENNEGO?

silniki PRĄDU PRZEMIENNEGO to urządzenia elektromechaniczne, które zamieniają energię elektryczną w postaci napięcia przemiennego i prądu na energię mechaniczną. Silniki PRĄDU PRZEMIENNEGO występują w różnych odmianach, które można scharakteryzować jako silniki indukcyjne (które są asynchroniczne) lub synchroniczne i które zawierają stojan i wirnik. Silniki indukcyjne mogą być jednofazowe lub wielofazowe, podczas gdy silniki synchroniczne obejmują silniki Reluktancyjne i silniki histerezy. Zobacz nasz powiązany przewodnik, rodzaje silników prądu przemiennego, aby dowiedzieć się więcej na temat każdego z nich.

czym są silniki PRĄDU STAŁEGO?

silniki PRĄDU STAŁEGO mogą zamieniać energię elektryczną dostarczaną do niego w postaci prądu stałego na mechaniczną energię obrotową. To samo urządzenie może być używane w odwrotnej kolejności do wytwarzania prądu stałego z obrotu wału silnika. W takim przypadku urządzenie działa jako generator. Dostępnych jest kilka kluczowych typów silników prądu stałego. Należą do nich silniki PRĄDU STAŁEGO Z Magnesami Trwałymi, silniki PRĄDU STAŁEGO Z Serii, silniki PRĄDU STAŁEGO bocznikowe, silniki PRĄDU STAŁEGO złożone i bezszczotkowe silniki PRĄDU STAŁEGO. Nasz powiązany przewodnik, rodzaje silników prądu stałego, zawiera więcej informacji na temat każdego z tych typów.

czym różnią się od siebie silniki prądu przemiennego i stałego?

podczas gdy silniki prądu przemiennego i stałego wytwarzają energię mechaniczną w postaci obracającego się wału silnika, istnieją pewne kluczowe różnice:

Moc wejściowa

silniki PRĄDU PRZEMIENNEGO działają z wejściowego sygnału elektrycznego, który jest prądem przemiennym i napięciem, które zmienia amplitudę i kierunek, gdy wejściowy przebieg prądu przemiennego kończy cykl. Silniki PRĄDU PRZEMIENNEGO mogą być zasilane z jednofazowego źródła zasilania, źródła polifazowego z wieloma wejściami napięciowymi, które działają przy różnicy kąta fazowego od siebie (zwykle 120o lub 2π / 3 radiany w przypadku zasilania trójfazowego). Silniki PRĄDU STAŁEGO zasilane są z prądu jednokierunkowego (takiego, który nie zmienia kierunku z czasem) zasilanego ze źródła prądu stałego. Ogólne znaczenie zasilania prądem przemiennym oznacza, że może zaistnieć potrzeba konwersji na zasilanie prądem stałym przy użyciu silnika PRĄDU STAŁEGO, takiego jak konwerter AC-DC lub zasilacz PRĄDU STAŁEGO.

pole magnetyczne

w polifazowych silnikach prądu przemiennego, gdy cewki stojana są zasilane prądem przemiennym, wytwarzane jest obrotowe pole magnetyczne lub RMF, które dzięki prawu indukcji Faradaya generuje EMF w cewkach wirnika. Ten EMF powoduje prąd w wirniku i przyłożony moment obrotowy netto, powodując jego obrót, a także generuje obracające się pole magnetyczne. Silniki indukcyjne wykazują zjawisko znane jako poślizg, w którym prędkość wirnika (Nr) jest mniejsza niż prędkość synchroniczna pola obrotowego stojana (Ns). Poślizg wyraża się matematycznie jako:

w silniku PRĄDU STAŁEGO magnes trwały lub zestaw cewek polowych wytwarzają pole magnetyczne, które nie obraca się. Prąd jest dostarczany do cewek twornika, co powoduje obrót twornika.

bezpośredni vs.pośredni projekt połączenia

z silnikiem prądu przemiennego, zasilanie cewek stojana poprzez bezpośrednie połączenie z polifazowym źródłem prądu przemiennego to wszystko, co jest potrzebne do wytworzenia obrotów wirnika. Zasada indukcji elektromagnetycznej generuje prąd w wirniku bez potrzeby bezpośredniego połączenia elektrycznego.

z silnikiem prądu stałego prąd musi być dostarczany zarówno do nieruchomych cewek polowych (chyba że użyto magnesu stałego), jak i do twornika. Aby to osiągnąć, szczotkowe silniki PRĄDU STAŁEGO wykorzystują zestaw sprężynowych szczotek węglowych, które dociskają do pierścienia komutatora, który przenosi prąd do cewek twornika i do cewek polowych, gdy twornik obraca się. W zależności od tego, czy połączenie cewki polowej odbywa się równolegle z cewką twornika (silnik bocznikowy), czy szeregowo z cewką twornika (silnik szeregowy), uzyskana konfiguracja silnika PRĄDU STAŁEGO będzie wykazywać różne charakterystyki wydajności.

zastosowanie szczotek i komutatora ma kilka skutków dla pracy silników prądu stałego:

• szczotki podlegają zużyciu w wyniku tarcia mechanicznego, co oznacza, że naprawa i wymiana szczotki są nieuniknione, co wpływa na umieszczenie silnika ze względu na wymóg dostępności.
• kontakt szczotki z komutatorem może powodować iskry i łuki, które mogą powodować wżery i uszkodzenia komutatora, a także mogą być źródłem zapłonu – problem w niektórych środowiskach, w których istnieje ryzyko narażenia na łatwopalne opary lub gazy.
• tarcie szczotek jest przyczyną zmniejszonej wydajności silników prądu stałego, które z nich korzystają, ponieważ część energii wejściowej jest zużywana w tarciu, a nie wykorzystywana do generowania ruchu.
• Szczotkowane silniki PRĄDU STAŁEGO wytwarzają więcej hałasu i generują kurz z zużycia szczotki, która jest zwykle materiałem węglowym lub grafitowym.

Regulacja prędkości

w silniku prądu przemiennego prędkość silnika jest kontrolowana przez częstotliwość wejściową prądu przemiennego dostarczanego do cewek stojana i jest wprost proporcjonalna. Wraz ze wzrostem częstotliwości wzrasta prędkość silnika. Sterowniki napędu o zmiennej częstotliwości służą do regulacji częstotliwości wejściowej zgodnie z potrzebą, aby uzyskać żądaną prędkość obrotową silnika.

w przypadku silników prądu stałego prędkość urządzenia jest kontrolowana przez zmianę napięcia i prądu, które jest przyłożone do cewek lub uzwojeń twornika, lub przez dostosowanie prądu, który płynie do cewek pola (stąd wpływ na siłę pola magnetycznego dla cewki pola). Relacja prędkość-prąd jest znowu proporcjonalna.

Mechanizm rozruchowy

Polifazowe silniki prądu przemiennego są oznaczone jako samoczynne, nie wymagające dodatkowej elektroniki poza regulacją zmiennej częstotliwości dla prędkości. Jednofazowe silniki PRĄDU PRZEMIENNEGO, jak również silniki PRĄDU STAŁEGO, wymagają mechanizmu rozruchowego do kontrolowania warunków rozruchu. Na przykład w dużych silnikach prądu stałego tylny EMF generowany w tworniku jest proporcjonalny do prędkości twornika, a zatem jest mały przy rozruchu. Ten stan może spowodować duży przepływ prądu do twornika, potencjalnie powodując wypalenie. W związku z tym dla tych silników konieczne jest kontrolowanie zwiększenia napięcia wejściowego przy rozruchu.

wydajność

silniki prądu przemiennego są często używane ze względu na dużą prędkość i zmienny moment obrotowy, ale zazwyczaj moment obrotowy będzie wykazywał spadek wraz ze wzrostem prędkości silnika. Silniki PRĄDU STAŁEGO mogą wytwarzać wysoki moment obrotowy i są cenne tam, gdzie potrzebna jest kontrola prędkości. Silniki PRĄDU STAŁEGO mogą zapewnić bardziej stały moment obrotowy w zakresie prędkości i ogólnie zapewniają szybszą reakcję na zmiany obciążenia silników prądu przemiennego. W zależności od konfiguracji połączenia cewki (szeregowo w stosunku do równoległego) można uzyskać różną wydajność w stosunku do wartości obciążenia dla silników prądu stałego. Silniki serii wykazują wyższy moment rozruchowy, ale mają bardziej stromy spadek prędkości wraz ze wzrostem obciążenia. Równoległe lub bocznikowe silniki PRĄDU STAŁEGO zapewniają niższy moment rozruchowy, ale mają bardziej płaski stosunek prędkości do obciążenia, a zatem mogą zapewnić stałą prędkość prawie niezależnie od przyłożonego obciążenia.

silniki PRĄDU PRZEMIENNEGO cierpią z powodu problemów z wydajnością z powodu utraty prądu indukcyjnego i wspomnianego wcześniej poślizgu. Silniki PRĄDU STAŁEGO, które używają magnesów trwałych, mogą być o około 30% bardziej wydajne, ponieważ nie muszą zużywać energii, aby utworzyć elektromagnes, ale istnieje pewna utrata wydajności z powodu utraty energii z tarcia szczotek. Bezszczotkowe silniki PRĄDU STAŁEGO są bardziej wydajne niż te ze szczotkami, ale wzrost wydajności odbywa się głównie w obszarach o niskim obciążeniu lub bez obciążenia krzywej wydajności silnika.

inne względy

dla danej ilości mocy mechanicznej silniki prądu przemiennego są zwykle większe niż silniki PRĄDU STAŁEGO, przy czym najmniejsze są bezszczotkowe konstrukcje PRĄDU STAŁEGO. Silniki PRĄDU PRZEMIENNEGO mają długą żywotność, podczas gdy silniki PRĄDU STAŁEGO wymagają większej konserwacji dla tych konstrukcji, które używają szczotek i komutatorów, które charakteryzują się zużyciem mechanicznym. Elektronicznie komutowane Silniki (ECM) są formą bezszczotkowego silnika PRĄDU STAŁEGO, który eliminuje mechaniczną komutację i szczotki na rzecz elektronicznej komutacji i sterowania, poprawiając w ten sposób żywotność, zmniejszając zużycie energii, pracę chłodnicy i zapewniając lepszą wydajność.

podsumowanie

w artykule przedstawiono krótką dyskusję na temat różnicy między silnikami prądu przemiennego i stałego. Aby uzyskać informacje na temat innych produktów, zapoznaj się z naszymi dodatkowymi przewodnikami lub odwiedź platformę Thomas Supplier Discovery, aby zlokalizować potencjalne źródła dostaw lub wyświetlić szczegóły dotyczące konkretnych produktów.

Źródła:

1. http://www.ohioelectricmotors.com/2015/07/what-is-the-difference-between-an-ac-motor-and-a-dc-motor/
2. https://www.precision-elec.com/difference-between-ac-and-dc-motors/
3. https://www.powerelectric.com/motor-resources/motors101/ac-motors-vs-dc-motors
4. https://physicsabout.com/ac-motor-and-dc-motor/
5. https://www.orientalmotor.com/brushless-dc-motors-gear-motors/technology/AC-brushless-brushed-motors.html
6. https://www.machinedesign.com/motion-control/what-s-difference-between-ac-dc-and-ec-motors
7. http://electricalacademia.com/electrical-comparisons/difference-between-ac-motor-and-dc-motor/
8. https://www.veichi.org/solutions/related-articles/what-is-the-difference-between-ac-and-dc-motors.html

inne silniki artykuły

• wszystko o bezszczotkowych silnikach prądu stałego – czym są i jak działają
• wszystko o silnikach z magnesami trwałymi – czym są i jak działają
• wszystko o silnikach prądu stałego serii – czym są i jak działają
• wszystko o silnikach prądu stałego Silniki – czym są i jak działają
• wszystko o silnikach krokowych – czym są i jak działają
• silniki krokowe vs. serwosilniki-jaka jest różnica?
• wszystko o sterownikach silników prądu przemiennego – czym są i jak działają
• silniki synchroniczne a silniki indukcyjne-jaka jest różnica?
• Silniki Bezszczotkowe a Silniki Szczotkowane-Jaka jest różnica?
• kto wynalazł Parowóz? Lekcja Historii Przemysłu
• wszystko o silnikach ECM – czym są i jak działają
• silniki PRĄDU STAŁEGO a serwosilniki-jaka jest różnica?
• silniki krokowe a silniki PRĄDU STAŁEGO-jaka jest różnica?
• wszystko o sterownikach serwomotorów – czym są i jak działają
• co to jest silnik trójfazowy i jak działa?
• ECM Motors vs. PSC Motors-jaka jest różnica?
• wszystko o silnikach Soft Starter – czym są i jak działają
• wszystko o sterownikach silników prądu stałego-czym są i jak działają
• podstawy testowania silnika (i wirnika)
• co to jest tłoczenie silnika i jak działa?
• wszystko o silnikach o ułamkowej mocy