Как пусковой момент малого двигателя переменного тока с холодным воздухом соотносится с пусковым моментом асинхронного двигателя с расщепленной фазой той же мощности?

При оценке вариантов двигателей для охлаждения пусковой момент является одним из наиболее важных параметров производительности для сравнения. Маленький двигатель переменного тока с холодным воздухом обычно обеспечивает меньший пусковой момент, чем асинхронный двигатель с расщепленной фазой той же мощности. - обычно от От 30% до 60% номинального крутящего момента при запуске, по сравнению с двигателем с расщепленной фазой От 150% до 200% номинального крутящего момента . Однако для вентиляторов и воздуходувок, где сопротивление нагрузки при запуске низкое, профиль крутящего момента двигателя переменного тока с холодным воздухом вполне достаточен и обеспечивает явные эксплуатационные преимущества. Чтобы понять, почему, необходимо более внимательно изучить конструкцию двигателя, конфигурацию обмотки и требования реального применения.

Как создается пусковой момент в каждом типе двигателя

Фундаментальное различие в пусковом крутящем моменте между малым двигателем переменного тока с холодным воздухом и асинхронным двигателем с расщепленной фазой сводится к тому, как каждый двигатель создает вращающееся магнитное поле в момент включения.

Небольшой механизм запуска двигателя переменного тока с холодным воздухом

В малом двигателе переменного тока с холодным воздухом обычно используется экранированный полюс или конструкция с конденсатором, оптимизированная для непрерывных нагрузок с низким сопротивлением воздушного потока. Его пусковой ток относительно низкий — обычно В 1,2–1,8 раза превышает номинальный рабочий ток - а фазовый сдвиг, который он создает между обмотками, создает скромный пусковой момент. Так задумано: нагрузки вентилятора с холодным воздухом не требуют высокого пускового момента, поскольку лопасти вентилятора в неподвижном состоянии оказывают минимальное механическое сопротивление.

Механизм запуска асинхронного двигателя с расщепленной фазой

В асинхронном двигателе с расщепленной фазой используются две отдельные обмотки — основная обмотка и вспомогательная пусковая обмотка с более высоким соотношением сопротивления к реактивному сопротивлению — для создания значимого смещения фаз при запуске. Это производит пусковой крутящий момент от 150% до 200% от крутящего момента при полной нагрузке , при этом пусковой ток достигает В 6–8 раз превышает номинальный рабочий ток . Как только двигатель достигает примерно 75% синхронной скорости, центробежный переключатель отключает пусковую обмотку. Эта конструкция подходит для компрессоров, насосов и нагруженных конвейеров, где важен высокий пусковой момент.

Сравнение пускового крутящего момента: таблица основных данных

Почему более низкий пусковой момент приемлем для применений с холодным воздухом

Распространенным заблуждением является то, что более высокий пусковой момент всегда указывает на более качественный двигатель. В действительности требования к крутящему моменту полностью зависят от применения. Малый двигатель переменного тока с холодным воздухом предназначен для нагрузки на лопасти вентилятора и поперечноточного вентилятора, где сопротивление вращению на нулевой скорости минимально. Учтите следующее:

• A Лопасть вентилятора холодного воздуха 100 мм. в состоянии покоя требуется лишь приблизительно 2–5 мН·м пускового момента — вполне в пределах пусковой способности малого двигателя переменного тока с холодным воздухом.
• Для холодильного компрессора, напротив, может потребоваться пусковой момент от 3 до 5 Н·м , что делает необходимым высокий пусковой момент двигателя с расщепленной фазой.
• low inrush current of the Small Cold Air AC Motor means it can be started and stopped repeatedly without tripping protection devices — ideal for thermostat-controlled systems.
• Поскольку центробежный переключатель не используется, малый двигатель переменного тока с холодным воздухом имеет меньше точек механических повреждений , что способствует увеличению срока службы в условиях непрерывной работы.

Тепловая и электрическая нагрузка во время запуска

Одной из наиболее практичных причин выбора небольшого двигателя переменного тока с холодным воздухом вместо асинхронного двигателя с расщепленной фазой в системах охлаждения является резкое снижение электрического напряжения во время запуска. Пусковой ток двигателя с расщепленной фазой, превышающий номинальную нагрузку в 6–8 раз, создает измеримые провалы напряжения в общих цепях, выделяет тепло в изоляции обмоток и ускоряет старение конденсаторов в близлежащих компонентах.

Малый двигатель переменного тока с холодным воздухом с контролируемым пусковым коэффициентом от 1,2x до 1,8x позволяет одновременное включение нескольких агрегатов в одной цепи без срабатывания выключателей — ключевое преимущество в многозонных системах кондиционирования или небольших агрегатах, где несколько двигателей работают параллельно.

Кроме того, более низкий пусковой ток означает меньшее количество электромагнитных помех (ЭМП), возникающих в момент запуска, что становится все более важным в средах с чувствительной электроникой или платами управления.

Сравнение пускового крутящего момента с другими технологиями двигателей

Чтобы полностью оценить, какое место малый двигатель переменного тока холодного воздуха занимает в более широком моторном мире, полезно понять альтернативные технологии, которые все чаще используются в современном охлаждающем оборудовании. Инженеры и специалисты по закупкам часто спрашивают, что такое бесщеточный двигатель постоянного тока при выборе замены традиционным двигателям вентиляторов переменного тока. Бесщеточный двигатель постоянного тока (BLDC) исключает использование угольных щеток, которые использовались в старых конструкциях постоянного тока, и вместо этого использует электронную коммутацию, что приводит к более высокой эффективности, меньшему выделению тепла и точному контролю скорости.

Те, кто спрашивает, что такое двигатель постоянного тока, обычно ищут решение с длительным сроком службы и низкими эксплуатационными расходами для приложений с большим циклом работы. Двигатель BLDC может обеспечивать контролируемый пусковой момент с помощью электроники, что позволяет адаптировать его как к легким нагрузкам вентилятора, так и к нагрузкам среднего сопротивления без механического износа, связанного с центробежными переключателями или щетками. Однако для двигателей BLDC требуется специальный электронный контроллер, что увеличивает стоимость и сложность системы по сравнению с простотой подключения к малому двигателю переменного тока с холодным воздухом.

В компактных встраиваемых системах охлаждения и портативных приборах бесщеточный двигатель постоянного тока 12 В вариант приобрел популярность благодаря совместимости с низковольтными источниками питания постоянного тока и системами питания на основе USB. Хотя бесщеточный двигатель постоянного тока на 12 В обеспечивает превосходную эффективность при низкой мощности, он требует преобразования напряжения при использовании в стандартных приборах с питанием от переменного тока — это дополнительный уровень затрат и сложности конструкции, которого малый двигатель переменного тока с холодным воздухом полностью исключает за счет прямого управления переменным током.

• Малый двигатель переменного тока с холодным воздухом: Прямое управление переменным током, контроллер не требуется, низкий пусковой ток, идеально подходит для вентиляторных нагрузок с фиксированной скоростью.
• Асинхронный двигатель с разделенной фазой: Высокий пусковой момент, подходит для тяжелых пусковых нагрузок, более высокого пускового тока, со временем изнашивается центробежный переключатель.
• Бесщеточный двигатель постоянного тока BLDC/12 В: Электронное управление скоростью, высокая эффективность, требует схемы управления, лучше всего подходит для систем с регулируемой скоростью или с батарейным питанием.

Практическое руководство по выбору: когда выбирать небольшой двигатель переменного тока с холодным воздухом

На основании представленных выше крутящих, электрических и тепловых данных можно сделать вывод, что в следующих сценариях малый двигатель переменного тока с холодным воздухом предпочтительнее асинхронного двигателя с расщепленной фазой:

1. Применение вентиляторов и воздуходувок с фиксированной скоростью где нагрузка при запуске по своей природе низкая и требуется работа на постоянной скорости.
2. Частые циклы старт-стоп контролируется термостатами или таймерами, где высокий пусковой ток может неоднократно нагружать электрическую цепь.
3. Компактные корпуса где меньшая занимаемая площадь небольшого двигателя переменного тока с холодным воздухом уменьшает ограничения по пространству и упрощает монтаж.
4. Общие электрические цепи с несколькими двигателями, где низкий пусковой ток предотвращает нежелательное срабатывание выключателей.
5. Чувствительная к шуму среда , поскольку отсутствие центробежного переключателя исключает слышимый щелчок при запуске, который производят двигатели с расщепленной фазой.

Если приложение требует привода компрессора, нагруженного насоса или любой механической системы со значительным статическим трением в состоянии покоя, становится необходимым высокий пусковой момент асинхронного двигателя с расщепленной фазой, и малый двигатель переменного тока с холодным воздухом будет неподходящим выбором.

Малый двигатель переменного тока с холодным воздухом обеспечивает пусковой крутящий момент в диапазоне От 30% до 60% номинального крутящего момента — значительно ниже, чем от 150% до 200%, обеспечиваемых асинхронным двигателем с расщепленной фазой эквивалентной мощности. Однако это не недостаток; это преднамеренная инженерная характеристика, точно соответствующая низкоомному сопротивлению и малой нагрузке охлаждающих вентиляторов. Преимущества небольшого двигателя переменного тока с холодным воздухом — минимальный пусковой ток, отсутствие центробежного переключателя, тихий запуск и совместимость с несколькими блоками — сделать его технически лучшим выбором для предполагаемого варианта использования. Для тяжелых пусковых механических нагрузок остается подходящим двигатель с расщепленной фазой. Для чистой, эффективной и надежной циркуляции холодного воздуха идеальным решением является малый двигатель переменного тока с холодным воздухом.