guider

det finns flera viktiga skillnader mellan växelströmsmotorer och likströmsmotorer, förutom den uppenbara som relaterar till hur var och en av dessa komponenter drivs. Nedan följer en kort presentation av vad var och en av dessa typer av motorer är, följt av en sammanfattning av skillnaderna mellan dem.

för att lära dig mer om olika typer av motorer, se vår köpguide till motorer.

vad är växelströmsmotorer?

AC-motorer är elektromekaniska anordningar som omvandlar elektrisk kraft i form av växelspänning och ström till mekanisk energi. AC-motorer finns i olika sorter som kan karakteriseras som antingen induktionsmotorer (som är asynkrona) eller synkronmotorer, och som innehåller en stator och rotor. Induktionsmotorer kan vara antingen enfas eller Polyfas, medan synkronmotorer inkluderar motvilja motorer och Hysteres motorer. Se vår relaterade guide, typer av växelströmsmotorer, för att lära dig mer om var och en av dessa.

vad är likströmsmotorer?

DC-motorer kan omvandla den elektriska energin som tillförs den i form av likström till mekanisk rotationsenergi. Samma enhet kan användas i omvänd ordning för att producera likström från motoraxelns rotation. När den används på det sättet fungerar enheten som en generator. Det finns flera viktiga typer av likströmsmotorer tillgängliga. Dessa inkluderar permanentmagnet likströmsmotorer, serie sår likströmsmotorer, Shunt likströmsmotorer, sammansatta likströmsmotorer och borstlösa likströmsmotorer. Vår relaterade guide, typer av likströmsmotorer, innehåller mer information om var och en av dessa typer.

hur skiljer sig AC-och DC-motorer från varandra?

medan AC-och DC-motorer både skapar mekanisk energi i form av en roterande motoraxel, finns det några viktiga skillnader:

ingångseffekt

växelströmsmotorer arbetar från en ingångssignal som är en växelström och spänning som ändras i amplitud och riktning när ingångsvågformen fullbordar en cykel. Växelströmsmotorer kan manövreras antingen från en enfasströmkälla, av en polyfaskälla med flera spänningsingångar som arbetar med en fasvinkelskillnad från varandra (vanligtvis 120o eller 2 KB/3 radianer vid trefaseffekt). Likströmsmotorer drivs från en enkelriktad ström (en som inte ändrar riktning med tiden) som levereras från en likströmskälla. Den allmänna framträdandet av växelström innebär att det kan finnas ett behov av omvandling till likström vid användning av en likströmsmotor, såsom att använda en AC-DC-omvandlare eller DC-strömförsörjning.

magnetiskt fält

i polyfas växelströmsmotorer, eftersom statorspolarna levereras med en växelström, produceras ett roterande magnetfält eller RMF som genom Faradays induktionslag genererar en EMF i rotorspolarna. Den EMF resulterar i en ström i rotorn och ett nettomoment som ska appliceras, vilket får den att rotera och som också genererar ett roterande magnetfält. Induktionsmotorer uppvisar ett fenomen som kallas slip, varvid Rotorns hastighet (Nr) är mindre än synkron hastighet hos statorns roterande fält (Ns). Slip uttrycks matematiskt som:

i en likströmsmotor producerar en permanentmagnet eller en uppsättning fältspolar ett magnetfält som inte roterar. Ström tillförs armaturens spolar, vilket resulterar i armaturens rotation.

direkt vs. indirekt Anslutningsdesign

med en växelströmsmotor är energigivande statorspolarna genom en direkt anslutning till en polyfas växelströmskälla allt som behövs för att producera Rotorns rotation. Principen för elektromagnetisk induktion genererar strömmen i rotorn utan behov av en direkt elektrisk anslutning.

med en likströmsmotor måste ström levereras till både de stationära fältspolarna (såvida inte en permanentmagnet används) såväl som till ankaret. För att uppnå detta, brush-typ likströmsmotorer använder sig av en uppsättning fjäderbelastade kolborstar som trycker mot en kommutatorring som bär strömmen till ankarspolarna och till fältspolarna när ankaret roterar. Beroende på om fältspolanslutningen görs parallellt med armaturspolen (shuntmotor) eller i serie med armaturspolen (serie sårmotor), kommer den resulterande LIKSTRÖMSMOTORKONFIGURATIONEN att uppvisa olika prestandaegenskaper.

användningen av borstar och en kommutator har flera effekter på driften av likströmsmotorer:

• borstar utsätts för slitage från mekanisk friktion, vilket innebär att reparation och borstbyte är oundvikligt, vilket påverkar motorns placering på grund av kravet på tillgänglighet.
• Borstkontakt med kommutatorn kan resultera i gnistor och ljusbågar som kan orsaka pitting och skada på kommutatorn och kan också vara en antändningskälla – ett problem i vissa miljöer där det finns risk för exponering för brandfarliga ångor eller gaser.Borstfriktion är en orsak till minskad effektivitet för likströmsmotorer som använder dem, eftersom en del av ingångsenergin förbrukas i friktion och inte används för att generera rörelse.borstade likströmsmotorer skapar mer buller och genererar damm från borstens slitage, vilket vanligtvis är ett kol-eller grafitmaterial.

hastighetsreglering

i en växelströmsmotor styrs motorns hastighet av ingångsfrekvensen för växelströmmen som matas till statorspolarna och är direkt proportionell. När frekvensen ökar ökar motorns hastighet. Styrenheter med variabel frekvens används för att justera ingångsfrekvensen efter önskemål för att producera önskat motorvarvtal.

för likströmsmotorer styrs enhetens hastighet genom att variera spänningen och strömmen som appliceras på armaturspolarna eller lindningarna, eller genom att justera strömmen som strömmar till fältspolarna (därmed påverkar magnetfältets styrka för fältspolen). Hastighetsströmförhållandet är återigen proportionellt.

startmekanism

Polyfas växelströmsmotorer betecknas som självstart, vilket kräver ingen ytterligare Elektronik utöver den variabla frekvensstyrningen för hastighet. Enfas växelströmsmotorer, såväl som likströmsmotorer, kräver båda en startmekanism för styrning av startförhållanden. Som ett exempel, i stora likströmsmotorer är den bakre EMF som genereras i ankaret proportionell mot ankarets hastighet och är därför liten vid start. Detta tillstånd kan orsaka ett stort strömflöde till ankaret, vilket kan orsaka utbrändhet. Således behövs styrning av ingångsspänningsrampen vid start för dessa motorer.

prestanda

växelströmsmotorer används ofta för deras höghastighets-och variabelt vridmoment, men typiskt kommer vridmomentet att uppvisa ett fall när motorhastigheten ökar. DC-motorer kan producera högt vridmoment och är värdefulla där hastighetskontroll behövs. Likströmsmotorer kan ge ett mer konstant vridmoment över hastighetsområdet och ger i allmänhet snabbare svar på lastförändringar som växelströmsmotorer. Beroende på konfigurationen av spolanslutningen (serie kontra parallell) kan olika prestanda över Belastningsvärdet för likströmsmotorer erhållas. Seriemotorer uppvisar högre Startmoment men har en brantare avlämning i hastighet när belastningen ökar. Parallella eller shunt likströmsmotorer ger lägre Startmoment men har en plattare hastighet jämfört med lastförhållande och kan därför ge en konstant hastighet nästan oberoende av den applicerade belastningen.

AC-motorer lider av effektivitetsproblem på grund av induktionsströmförlusten och glidningen som nämnts tidigare. Likströmsmotorer som använder permanentmagneter kan vara cirka 30% effektivare eftersom de inte behöver konsumera ström för att skapa en elektromagnet, men det finns viss effektivitetsförlust på grund av energiförlusten från borstens friktion. Borstlösa likströmsmotorer är effektivare än de med borstar, men effektivitetsvinsterna är främst vid lågbelastningsområdena eller utan belastning i motorens prestandakurva.

andra överväganden

för en given mängd mekanisk arbetsutgång är växelströmsmotorer vanligtvis större än likströmsmotorer, med borstlösa DC-konstruktioner som de minsta. AC-motorer har en lång livslängd medan DC-motorer kräver mer underhåll för de konstruktioner som använder borstar och kommutatorer som har mekaniskt slitage. Elektroniskt Kommuterade motorer (ECMs) är en form av borstlös likströmsmotor som eliminerar mekanisk pendling och borstar till förmån för elektronisk pendling och kontroll, vilket förbättrar livslängden, minskar strömförbrukningen, kör svalare och ger bättre prestanda.

sammanfattning

denna artikel presenterade en kort diskussion om skillnaden mellan AC-och DC-motorer. För information om andra produkter, se våra ytterligare guider eller besök Thomas Supplier Discovery-plattformen för att hitta potentiella leveranskällor eller se detaljer om specifika produkter.

källor:

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

övriga motorer artiklar

• allt om borstlösa likströmsmotorer – vad de är och hur de fungerar
• allt om permanentmagnetmotorer – vad de är och hur de fungerar
• allt om serie sår likströmsmotorer – vad de är och hur de fungerar
• allt om shunt DC-motorer-vad de är och hur de fungerar
• allt om shunt DC Motorer-vad de är och hur de fungerar
• allt om stegmotorer – vad de är och hur de fungerar
• stegmotorer vs. servomotorer-Vad är skillnaden?
• allt om AC Motors Controllers-vad de är och hur de fungerar
• synkronmotorer vs. induktionsmotorer-Vad är skillnaden?
• borstlösa motorer vs. borstade motorer-Vad är skillnaden?
• Vem uppfann ångmotorn? En industriell historielektion
• allt om ECM-motorer-vad de är och hur de fungerar
• DC Motors vs. servomotorer-Vad är skillnaden?
• stegmotorer vs. likströmsmotorer-Vad är skillnaden?
• allt om Servomotorstyrenheter-vad de är och hur de fungerar
• vad är en 3-fasmotor och hur fungerar det?
• ECM Motors vs. PSC Motors-Vad är skillnaden?
• allt om Motor Soft Starters-vad de är och hur de fungerar
• allt om DC Motor Controllers – vad de är och hur de fungerar
• grunderna i motor (och Rotor) testning
• Vad är Motor stämpling och hur fungerar det?
• allt om fraktionella hästkrafter motorer