Ero yksivaiheisten ja kolmivaiheisten moottoreiden välillä: Ostoopas

Oletetaan, että pieni sekoitusmoottori vioittuu tuotantolinjalla ja huoltotiimi tarvitsee vaihtoa nopeasti. Toimittaja kysyy yleisen kysymyksen: tarvitsetko yksivaiheisen vai kolmivaiheisen moottorin? Vastaus määrittää, kuinka moottori käynnistyy, kuinka paljon kuormaa se kestää, kuinka suuri ohjauskaapin tulee olla ja kuinka paljon asennus maksaa. Suurin ero on, että yksivaihemoottori saa virtansa yhdestä vaihtovirtalähteestä ja sitä käytetään kevyissä sovelluksissa, kun taas kolmivaihemoottori saa tehonsa kolmesta vaihtovirtalähteestä ja tarjoaa suuremman vääntömomentin, tasaisemman toiminnan ja paremman hyötysuhteen teollisissa kuormissa. Tämä opas selittää tekniset ja käytännön erot, jotta voit tehdä varman ostopäätöksen.

Mikä on yksivaihemoottori?

Yksivaiheinen moottori käyttää yhtä vaihtojänniteaaltomuotoa magneettikentän luomiseen. Koska yksivaiheinen syöttö ei pysty yksinään tuottamaan pyörivää magneettikenttää, nämä moottorit käyttävät apukäynnistyskomponentteja, kuten käynnistyskondensaattoria, käynnistyskäämiä tai varjostettua napaa. Tuloksena on moottori, joka on yksinkertainen, edullinen ja jota käytetään laajalti puhaltimissa, pumpuissa, kompressoreissa ja pienissä sähkötyökaluissa.

Yhteisiä ominaisuuksia ovat seuraavat:

• Käynnistysmomentti on yleensä pienempi kuin kolmivaihemoottorilla.
• Vääntömomentin lähtöpulssit kahdesti jaksossa, joten toiminta voi olla meluisampaa.
• Moottori on usein suurempi ja raskaampi kuin saman tehon kolmivaihemoottori.
• Tehokkuus laskee huomattavasti tehon kasvaessa.
• Moottorin ohjausta voidaan käsitellä kompakteilla sähkömagneettisilla releillä ja peruskontaktoreilla.

Kompaktissa moottoriohjaimessa ohut tehorele, kuten CY49F, on yleinen valinta, koska se sopii pienille ohjauskorteille ja kytkee kohtuullisen virran viemättä liikaa tilaa.

Ultraohut 5A PCB-rele alhaisella virrankulutuksella Tämä ohut rele sopii pienikokoisille ohjauskorteille ja kytkee kohtuullisen virran moottorisäätimille. Sen alhainen 0,12 W kelateho ja korkea herkkyys tekevät siitä sopivan korkeatiheyksiseen asennukseen automaatio- ja älykotisovelluksia varten. Näytä tuote →

Mikä on kolmivaihemoottori?

Kolmivaihemoottori saa tehon kolmesta erillisestä vaihtovirtalähteestä, jotka on erotettu toisistaan ​​120 sähköastetta. Tämä järjestely luo luonnollisen pyörivän magneettikentän, joten moottori voi käynnistyä itsestään ja kehittää tasaisen vääntömomentin pysähdyksissä. Kolmivaihemoottorit ovat oletusvalinta kuljetinkäytöille, pumpuille, kompressoreille, puhaltimille, työstökoneille ja lähes kaikille yli muutaman kilowatin teollisuuslaitteille.

Kolmivaiheisen tehon käytännön edut ovat selvät:

• Kuormaan välitetään tasainen vääntömomentti, koska kolme vaihetta yhdistyvät muodostaen tasaisen pyörivän kentän.
• Suurempi käynnistysmomentti voidaan saavuttaa pienemmällä runkokoolla.
• Tehokkuus on parempi varsinkin jatkuvassa käytössä.
• Samaan teholuokitukseen tarvitaan vähemmän kuparia ja terästä, mikä usein alentaa materiaalikustannuksia.
• Tärinä ja melu vähenevät, mikä pidentää laakerien ja käämien käyttöikää.

Kun kolmivaihemoottori käyttää suurta kuormaa, käynnistimen on kytkettävä merkittävä virta. T90-sarjan kaltainen suurvirtarele tarjoaa tarvittavan kosketusmarginaalin moottorin käynnistys- ja pysäytystehtäviin.

Kompakti suurvirta SPDT-rele moottorin käynnistämiseen Tämä pieni mutta tehokas rele käsittelee 20A/30A-kytkennän ja tarjoaa tarvittavan kosketusmarginaalin kolmivaiheisen moottorin käynnistykseen ja pysäyttämiseen. Useat asennusvaihtoehdot tukevat joustavaa asennusta teollisuus- ja laiteohjauspiireihin. Näytä tuote →

Vierekkäinen vertailu

Alla oleva taulukko on nopea viite teknisille ryhmille ja huollon ostajille.

Käynnistysmomentti ja nopeuskäyttäytyminen

Nopeusmomenttikäyrä on nopein tapa ymmärtää, kuinka moottori käyttäytyy kuormituksen alaisena. Yksivaihemoottorilla on suhteellisen heikko aloituspiste ja vääntömomentin lasku lähellä pyörimisen alkua. Kun se kiihtyy, vääntömomentti nousee rikkoutumisarvoon ja laskee sitten, kun moottori lähestyy synkronista nopeutta. Kolmivaihemoottori tuottaa suuren vääntömomentin pysähdyksissä, joten se voi käynnistää raskaasti kuormitetun pumpun tai kuljettimen ilman liiallista virrankulutusta. Alla oleva viivakaavio vertailee kahden vääntömomenttikäyrän yleistä muotoa.

Tehokkuus-, koko- ja kustannuserot

Kolmivaihemoottorit ovat yleensä tehokkaampia kuin yksivaiheiset moottorit samalla teholla. Suhteellisen vertailun mukaan kolmivaiheinen yksikkö voi saada pisteet 94 vs. 84 yksivaiheiselle yksikölle samalla tehotasolla. Koko noudattaa samanlaista mallia, koska kolmivaihemoottori tuottaa saman tehon pienemmästä staattori- ja roottorikokoonpanosta.

Kustannukset muuttuvat samaan suuntaan, kun kone ylittää tietyn tehotason. Alla oleva taulukko vertailee yleistä kustannusmallia, joka perustuu moottorin rungon kokoon, materiaalisisältöön ja asennustyöhön.

Kuinka valita yksi- ja kolmivaiheisten moottoreiden välillä

Aloita työmaalla saatavilla olevasta sähköstä, älä pelkästään moottorista. Tarkista syöttöjännite, johtimien määrä ja onko vaihemuunnin hyväksyttävä budjettiin. Arvioi sitten kuormitusprofiili, mukaan lukien käynnistystaajuus, ylikuormitusolosuhteet ja käyttösuhde.

1. Vahvista saatavilla oleva tarjonta. Asuinrakennuksissa ja kaupallisissa kohteissa on yleensä yksivaiheinen teho.
2. Laske tarvittava käynnistysmomentti. Raskas käynnistys osoittaa kohti kolmivaihemoottoria.
3. Vertaa tehokkuutta täydellä kuormalla ja vuosittaisia ​​käyttötunteja. Pidemmät käyttötunnit oikeuttavat paremman moottorin.
4. Tarkista fyysinen tila ja painorajoitukset. Kolmivaihemoottori on pienempi samalle teholle.
5. Tarkista ohjauskomponenttien kustannukset, mukaan lukien releet, kontaktorit, ylikuormitussuoja ja kaapelointi.

Jos asennukseen tarvitaan vain pieni tuuletin, kotitalouspumppu tai pöytätyökalu, yksivaihemoottori on yleensä yksinkertaisempi ja halvempi reitti. Jos kone käy jatkuvasti, sen kuormitus muuttuu voimakkaasti tai sen on oltava energiatehokas, kolmivaihemoottorin tulisi olla perusasetuksena. Epävarmoissa tapauksissa suunnittelutiimimme voi tarkistaa mekaanisen kuormituksen ja syöttöolosuhteet yhteydenottosivu , ja moottorin ohjauksen UKK vastaa yleisiin kysymyksiin kela- ja johdotusvaatimuksista.

Moottorin ohjaus: Mihin releet sopivat

Moottori on harvoin kytketty suoraan syöttöön. Ohjauspiiri käyttää relettä tai kontaktoria moottorin käynnistämiseen, ja releen valinta riippuu kelan jännitteestä, koskettimen nimellisarvosta ja kytkentätaajuudesta. Yksivaiheisissa ohjaimissa käytetään usein kompakteja piirilevyreleitä, kun taas kolmivaiheisissa käynnistimissä käytetään raskaampia kontaktoreita tai suurvirtareleitä jokaisessa syöttölinjassa.

Ohjauspiireissä, joiden on muistettava moottorin tila pitämättä käämiä jatkuvasti jännitteisenä, magneettinen lukitusrele on käytännöllinen vaihtoehto. Se pitää viimeksi kytketyn asennon kestomagneetin avulla, joten kela kuluttaa tehoa vain kytkentäpulssin aikana.

Magneettinen lukitusrele nollastaattisella teholla Tämä bistabiili rele säilyttää kosketustilan ilman jatkuvaa kelavirtaa, mikä on ihanteellinen säätimille, joiden on muistettava moottorin tila. Se tukee jopa 16 A:n kytkentää kompaktissa paketissa, mikä vähentää älykkäiden mittareiden ja laitteiden valmiustilan energiaa. Näytä tuote →

Lopullinen suositus

Valitse yksivaiheinen, kun virransyöttö on rajoitettu yhteen vaiheeseen, moottori on pieni eikä kone tarvitse suurta käynnistysmomenttia. Valitse kolmivaiheinen sovellus, kun sovellus on teollinen, moottori käy pitkiä tunteja tai kuormitus voi muuttua äkillisesti. Useimmissa tapauksissa yli 3 kW:n kolmivaihemoottorilla on alhaisemmat käyttökustannukset, vähemmän melua ja pienempi jalanjälki. Jos sivustolla on vain yksivaiheinen teho, pehmokäynnistin tai vaihemuunnin voi auttaa, mutta se lisää kustannuksia ja ylläpitoa.

Kun suunnittelet ohjauspiiriä, valitse releet, joiden koskettimen nimellisarvo ylittää moottorin lukitun roottorin virran. Tarkista kelan jännite käytettävissä olevaan ohjaussyöttöön nähden ja käytä oikeaa ylikuormitussuojaa. Kun nämä yksityiskohdat ovat paikoillaan, yksivaiheisten ja kolmivaiheisten moottoreiden erosta tulee suoraviivainen suunnittelupäätös.