Новички задают вопрос, что такое инверторный кондиционер, зачем нужен. Углубимся слегка в теорию. Это поможет понять, для чего инженеры бьются годами над новыми техническими решениями. Голые слова, что инверторный двигатель работает тише и экономит энергию, уже не прельщают потребителя. Хочется знать, на что способны кондиционеры, оснащенные по последнему слову техники. Беря за основу курс лекций известного питерского учебного заведения, изложим знания, отсутствующие пока даже в Википедии. Оцените!
Особенности инверторной системы
Ошибочно утверждать, что про вентильные двигатели никто не слышал. В учебниках пятидесятилетней давности упоминается, что метод тиристорного формирователя импульсов для коммутации обмоток перспективен. Указанный электронный блок занят формированием фаз для коммутации вентилей. Датчик положения ротора указывает мозгу кондиционера, куда подавать импульсы.
Напряжение переменного тока выпрямляется и нарезается затем импульсами, от частоты которых напрямую зависит скорость вращения вала. Пришли к открытию постепенно. Читатели заметили, безусловно, что в электрических инструментах часто применяются коллекторные двигатели, а в промышленности чаще встречаются асинхронные. Раскроем причины.
Коллекторные двигатели самостоятельно, без дополнительных модификаций, обладают значительным пусковым крутящим моментом. Это природное качество, позволяющее страгивать с места груз даже на низких оборотах. С ростом частоты момент крутящий падает, что считается нормальным. Причем зависимость от оборотов линейная. Коллекторные двигатели нравятся изготовителям бытовой техники за простоту регулирования.
Простым изменением амплитуды питающего напряжения варьируете скорость в широких пределах. Зависимость линейная, что сильно упрощает конструирование. Вдобавок имеются тиристорные схемы автоматической стабилизации оборотов в зависимости от величины искрения, что используется на практике. Причины избирательного применения коллекторных двигателей:
Комплект инверторного кондиционера
С другой стороны, асинхронные двигатели в первоначальном виде обладают слабой пусковой характеристикой. Это высокий ток в первые доли секунды и малый крутящий момент на старте. Характеристики даже ниже номинальных. В компрессоре кондиционера, где старт уже сложный, применение подобных устройств попросту нерационально. Указанные недостатки пытались исправить.
Кондиционер бытовой
К примеру, внедряется конструкция двойной беличьей клетки, когда на старте полем захватываются оба слоя проводников за счет низкой частоты вращения, в дальнейшем индукционные токи выталкиваются на поверхность. Имеются методики повышения активного сопротивления проводников статора, за счет чего там выделяется больше мощности. Получается, характеристика нагрузочная выпрямляется, зато ухудшаются эксплуатационные свойства: растут потери, требуется интенсивное охлаждение. Об экономии нет речи.
Получается, асинхронные двигатели тихие, неприхотливые в эксплуатации, требуется лишь смазка подшипников. Хорошо выдерживает механизм высокие частоты вращения, но для использования во внешних блоках кондиционеров попросту не годятся. Вдобавок повышение активного сопротивления ротора резко ухудшает регулировочную характеристику. Ситуация тупиковая, нужна совершенно новая технология, чтобы преодолеть ограничения старых типов двигателей. Это инверторные двигатели – попытка и рыбку съесть, и косточкой не подавиться.
Ученые умы пришли к выводу о необходимости совмещения преимуществ простоты регулировки и высокого пускового момента коллекторного двигателя с малыми потерями, отличными условиями теплоотвода, отсутствием хрупких и лишних движущихся частей синхронных двигателей с ротором из постоянного магнита. Дано описание инверторной технологии. Приводили уже схему работы с электрической точки зрения, сегодня окунули читателей в механику.
Примечание. Напомним, синхронным называется двигатель, где напряжение просто подается на обмотку в первоначальном виде, а ротор отрабатывает частоту поступающего тока. Это простой и доступный для понимания тип моторов.
Единственным обозримым недостатком такой конструкции называют срыв оборотов вплоть до полного останова при неконтролируемом повышении нагрузки. Впрочем, внутри инверторного кондиционера ситуацию рассматривали как нештатную, нельзя принимать режим в качестве ограничивающего фактора для применения указанного типа двигателей. Синхронность подачи напряжения на нужную обмотку регулируется датчиком положения ротора. Уровень, определяющий скорость вращения, задается частотой следования импульсов. С уменьшением скважности растет постоянная составляющая. Вкратце описан инверторный кондиционер.
Описанная методика называется широтно-импульсной модуляцией. Суть: длительность пиков варьируют согласно необходимости. Чем шире импульсы (период сохраняется прежним), тем больше постоянная составляющая спектра, тем выше количество оборотов ротора.
Коммутация при помощи щеток не лучший вариант, потому что механически трущиеся детали всегда считаются слабым звеном и одновременно повышают уровень шума и вибраций, вызывают искрение. Перечисленных факторов стремятся избежать. Кроме того, нужна схема, призванная формировать в инверторном кондиционере управляющие импульсы. Для результата создан электронный блок.
Инвертор — лучший выбор
Двигатель мало отличается от синхронного, обмотки коммутируются электроникой. Это ключевые элементы, наподобие:
Импульсы нарезаются пачками непрерывно под действием тактового генератора, но на какой из выходов (читай — номер обмотки статора двигателя) поступит сигнал, решает умная схема коммутации, руководствующаяся показаниями датчика положения ротора. Заметьте, при наличии интеллектуального модуля управления исчезают сложности с пуском оборудования. В синхронных двигателях существует некое положение ротора, где поле не захватывает магнитный момент вала. При наличии множества обмоток на статоре (вместо одной либо двух пар) и датчика положения ситуация коренным образом изменяется. За счет изложенного пропадают трудности с пуском компрессора инверторного кондиционера.
Показано, что такие двигатели обладают рядом преимуществ: хорошие условия охлаждения, низкие потери, отсутствие лишних движущихся частей, простота и дешевизна изготовления. Инверторный кондиционер стоит дорого — нужно модуль управления к двигателю приложить. Электроника и набирает разницу в цене в сравнении с предыдущим поколением.
Полагаем, что теперь читателям понятно, что такое инверторный кондиционер, зачем нужен. Подчеркиваем, что уже публиковали расширенный обзор на тему климатической техники Мицубиши, где объясняли эволюцию технологии. Там видно, как прогрессировали и менялись конструкция, форма, эффективность управляющего напряжения. Побочным продуктом явились множественные интересные функции, обеспечивающие немалый спрос указанного типа продукции.
Выражаем благодарность питерским преподавателям за качественный курс лекций, полагаем, что информация интересна кругу читателей.
vashtehnik.ru
В разделе Естественные науки на вопрос Объясните отличие коллекторного двигателя от асинхронного заданный автором Ёемен Игонин лучший ответ это я не знаю
Привет! Вот подборка тем с ответами на Ваш вопрос: Объясните отличие коллекторного двигателя от асинхронного
Ответ от Gentleman[гуру]наличие коллектора!этож элементарно! Уотсон!
Ответ от Kva[гуру]В коллекторном обмотка и щетки, в асинхронном ротор короткозамкнутый.
Ответ от Sebastian Pereira[гуру]А что с яндексом и гуглом ты не в ладах штоле? Хочешь чтобы кто то копипастил ?
Ответ от Ёерж Бестолковый[гуру]У коллекторного имеется коллектор (и щетки впридачу), а у асинхронного токмо статор и ротор (кстати, без обмотки, ну, если не считать с фазным ротором).
Ответ от Дмитрий Низяев[гуру]Магнит умеет только притянуть или оттолкнуть. Ты получаешь только одно кратковременное движение - и все. Чтобы движение было непрерывным, магнитное поле нужно периодически переключать и изменять. В коллекторном двигателе этим и занимается коллектор. С каждым новым движением якоря, под контакт попадают все новые пластинки коллектора, и обмотки якоря переключаются заново. Якорь получает следующий толчок вперед. И так далее - непрерывное вращение складывается из отдельных толчков, благодаря непрерывной цепочке переключений обмоток.БЕСколлекторный двигатель питается переменным током, поэтому в нем магнитное поле все время меняет знак уже само по себе, без всяких переключений. А ротор, который этим полем поворачивается, может иметь разную конструкцию. Он может нести на себе набор постоянных магнитов, или сам быть намагничен. Он может представлять собой обмотку под постоянным током, т. е. электромагнит постоянного тока. Так устроены, например, ротор автомобильного генератора.Либо ротор может быть просто алюминиевой болванкой со стальными вставками внутри. Такая болванка фактически является короткозамкнутой обмоткой из толстенного алюминиевого проводника. Питание никакое к этой "обмотке" не подведено, но она кратковременно превращается в электромагнит под влиянием внешнего магнитного поля. Статор создает поле, это поле порождает кольцевые токи в "обмотке" ротора, потом эти токи, в свою очередь, порождают магнитное поле - и это поле вступает во взаимодействие с исходным полем статора. В результате ротор получает толчок и начинает вращаться. Но поскольку ток питания - переменный, то магнитное поле создается заново и заново, много раз в секунду, поэтому ротор получает толчки тоже много раз в секунду.Но поскольку на то, чтобы "намагнитить" обмотку ротора заново, затрачивается некоторое небольшое время, то ротор вращается чуть медленнее, чем его вращает поле статора. Отстает. Поэтому такой двигатель и называется асинхронным - он вращается не вполне синхронно с частотой питающего напряжения.Тем не менее, такие двигатели - самые распространенные повсюду, где есть переменный ток для питания. Самое очевидное их достоинство в том, что ротор НИЧЕМ механически не связан с остальным мотором, кроме подшипников. Нет никакого трения контактов, нет искр, нет износа, работа практически беззвучная.А недостаток таких моторов в том, что у них фиксированная скорость вращения, которая задается частотой питающего напряжения. Чтобы получить разные скорости вращения, приходится прибегать к ухищрениям - перекоммутировать множество обмоток на статоре в другую схему, либо питать мотор от электронного генератора частоты, а не от розетки, либо применять механические редукторы.Коллекторные моторы легко управляются по скорости путем простой регулировки напряжения. Но они значительно более шумные, и их контактные щетки требуют периодической замены.
Привет! Вот еще темы с нужными ответами:
22oa.ru
СОДЕРЖАНИЕ:
Нельзя сказать, что вечный двигатель уже изобретен упорными Кулибиными, но вот варианты электрических двигателей существуют с момента открытия явления электромагнитной индукции Майклом Фарадеем. А случилось это в девятнадцатом веке. И вот с тех пор, невозможность существования без всякого рода машин – очевидна. Электрические двигатели в разных вариантах прочно вошли в нашу жизнь, быт и окружили нас комфортным существованием, а, порой, и становятся для нас ангелами-хранителями нашего здоровья и жизней.
Независимо от конструкции, алгоритм устройства электрических двигателей одинаков – цилиндрическая проточка вмещает в себя вращающийся ротор, который заключен неподвижную обмотку или, как еще называют специалисты, - статоре. При вращении, ротор создает магнитное поле, которое приводит к отталкивание разнополярных плюсов от статора.
Для того, чтобы отталкивание происходило постоянно, необходима периодичная перекоммутация ротора (по этому принципу работают коллекторные электродвигатели), либо следует создать условия для вращающегося магнитного поля в самом статоре (принцип асинхронного трехфазного двигателя).
Матрица работы электрических двигателей – напряжение, оно то и определяет конструкцию двигателя в зависимости от собственных свойств: переменное напряжение или постоянное напряжение. В зависимости от категории напряжения, разделяют основные виды электродвигателей. О них мы сейчас и поговорим.
Наиболее распространены в нашей жизни следующие типы электродвигателей:
Еще один вид электрических двигателей переменного тока – асинхронные. Частота вращения ротера здесь противоположна частоте вращения магнитного поля, созданного обмоткой статора. Асинхронные двигатели, в свою очередь, делятся на двигатели с короткозамкнутым ротором и фазным ротором, а статор, имеющий одинаковую конструкцию в обоих вариантах, может иметь различия в обмотке.
Асинхронные двигатели переменного тока – основополагающие преобразователи электроэнергии в механическую. В свою очередь, асинхронные двигатели делятся на однофазные, двухфазные и трехфазные. Чаще всего – с короткозамкнутым ротером.
Однофазный асинхронный электродвигатель, как уже понятно из названия, имеет в наличии только одну фазу – обмотку. Недостаток этого двигателя – он не может запуститься в работу самостоятельно. Однофазным двигателям для начала процесса нужен стартовый толчок или включение дополнительной спусковой обмотки. Соответственно, что принцип двухфазных и трехфазных двигателей – это две-три обмотки – фазы на статоре.
Двухфазные электродвигатели самодостаточны при запуске начала работы, однако имеют проблемы с реверсом.
Трехфазный – практически самый совершенный двигатель на сегодняшний день.
Коллекторные двигатели переменного тока, мощностью от двух килоВатт, применяют как для переменного, так и для постоянного тока, что является неоспоримым преимуществом для электрического двигателя всех типов. Используют такие двигатели в тех случаях, когда требуется высокая частота вращения. Они заметно выйгрышны на фоне остальных электродвигателей при пусковом моменте, который, в этом случае, пропорционален току, а не оборотам, что позволяет уменьшить нагрузку на электросеть при запуске и контролировать обороты.
Высокая скорость ротора, скоростной реверс, возможности генератора и тяги дает расширяет возможности использования коллекторных двигателей. Мало того, - простота установки или возможность устранения поломки, при наличии чертежей, - неоспоримый плюс для бытового использования.
Но все, как и медали, имеет две стороны. Вторая сторона панегириков работы коллекторных двигателей – их дороговизна и повышенный шум при работах.
Ликбез электрических двигателей постоянного тока. Еще в недалеком прошлом, этот тип двигателей был фаворитом, однако время идет, а наука не стоит на месте. И на сегодняшний день, двигатели такого типа практически полностью вытеснены электродвигателями асинхронного типа.
Причины банально просты – экономические затраты применения нижеупомянутого типа двигателей значительно ниже, чем электродвигателей постоянного тока.
Типы электродвигателей с постоянным током работают по принципу постоянного переключения обмоток ротора коллектором. Каждая обмотка – своего рода рамка с током, вращающаяся в магнитном поле. В электродвигателе находится несколько таких рамок, к каждой из которых, прилагается пластина в коллекторе по нему же и передается ток.
Устройство такого типа электродвигателя дает возможность работать от постоянного либо переменного напряжения.
Сфера применения видов электрических двигателей постоянного тока достаточно широка – они регулируют электроприводы с высокими динамическими и эксплуатационными показателями, а именно: равномерность вращения и высокие перезагрузочные способности. Самый простой пример бытового использования таких электродвигателей – электротранспорт.
Про коллекторные двигатели мы писали выше, но еще раз повторим, что коллекторные двигатели можно использовать и при переменном токе и постоянном, что очень удобно и практично, но не всегда бюджетно.
Что касается униполярных и биполярных электродвигателей постоянного тока... Униполярный двигатель подарил миру Питер Барлоу в 1824 году. Нашим современникам он больше известен как «колесо Барлоу». Представляет собой такой двигатель два зубчатых колеса, расположенных на одной оси, которые вращаются благодаря взаимодействию тока с магнитным током постоянных магнитов. Направление вращения может изменяться при изменении контактов и расположения магнитных полюсов. Работает такой вид электродвигателя на преобразование электрических импульсов в механические, носящие дискретный характер.
С таким видом электрических двигателей мы чаще всего сталкиваемся в канцелярской и офисной технике. Мал да удал – именно так можно сказать об униполярных электрических двигателях. Они действительно не очень большого размера, но достаточно продуктивны.
По своему устройству, униполярный отделено напоминает однофазный двигатель – их связывает одиночная обмотка в каждой фазе, а различие – наличие отвода от середины отводки. Именно это и позволяет менять направления вращения. Конструкция униполярного электродвигателя постоянного тока работает без коллектора в своей конструкции.
Где необходимы более высокие, мощные и быстрые характеристики, используют серводвигатели. Они предназначены для широкого спектра скоростей, гарантируют плавность хода, минимальную вибрацию и децибелы шума. Управляются серводвигатели при помощи преобразователя частоты – инвертора.
Вид серводвигателей высокотехнологичен и работает по принципу обратной связи. Это мощный электродвигатель со способностью набора очень большой скорости вращения вала, которая регулируется при помощи ПО. Серводвигатели – идеальные рабочие лошадки в поточном промышленном оборудовании и станках.
Помимо вышеописанных видов электрических двигателей, существуют линейные электродвигатели, работающие по принципу прямолинейного движения ротора и статора относительно друг друга. Такой электродвигатель исключает механическую передачу.
Синхронные электродвигатели – частота вращения ротера идентична частоте вращения магнитного поля в воздушной дельте. Такие двигатели входят в комплектацию вентиляторов, насосов и генераторов. Работают синхронные двигатели с постоянной скоростью.
Асинхронные электродвигатели имеют различные частоты вращений ротера и магнитного тока, создаваемого обмоткой сатора. При одинаковой конструкции сатора, асинхронные двигатели разделяют на два вида – с короткозамкнутымротором и фазным ротором.
Алгоритм устройства любого электрического двигателя идентичен и он не зависит от конструкции и технических характеристик агрегата: сатор (неподвижная обмотка), вращающийся ротор, продуцирующий магнитное поле и отталкивающийся своими полюсами от статора.
Взрывозащищенные электродвигатели составляют комплектующую деталь оборудования, которое используют при работе во взрывоопасных и легковоспламеняющихся условиях. Как правило, это область нефтепереработки, газовая и химическая промышленность.
Производят такие двигатели из максимально прочных материалов и оснащают взрывонепроницаемой оболочкой, которая надежно защищает электрические двигатели от механических, термических и прочих повреждений. Ремонт электродвигателей должен производиться в надежных сервисных центрах.
Самыми безопасными из такой категории электродвигателей считаются двигатели серии ВА, имеющие маркировочный индекс 1 ExdIIBT4х по ГОСТР 51330.0.
Маркировка буквой «d», характеризуются взрывозащищенные двигатели, оснащенные взрывозащитной оболочкой.
Маркировка «х» означает необходимость дополнительных мер при монтаже электродвигателя, которые уберегут агрегат от растягивания, скручивания и выпадения кабелей и вводов.
Прочтений: 2569 Распечатать Поделиться:Мой мир
Вконтакте
Одноклассники
stroyka.ru
В разделе Техника на вопрос разница между синхронным и ассинхронным двигателем заданный автором Надыр садыков лучший ответ это В асинхронном частота вращения электромагнитного поля, создаваемого статорными обмотками и частота вращения ротора не совпадают.Принципиальное отличие синхронного двигателя от асинхронного заключается в исполнении ротора. Последний у синхронного двигателя представляет собой магнит, выполненный (при относительно небольших мощностях) на базе постоянного магнита или на основе электромагнита. Поскольку разноименные полюсы магнитов притягиваются, то вращающееся магнитное поле статора, которое можно интерпретировать как вращающийся магнит, увлекает за собой магнитный ротор, причем их скорости равны. Это объясняет название двигателя – синхронный. Синхронные двигатели - коллекторного типа.
Ответ от 2 ответа[гуру]Привет! Вот подборка тем с ответами на Ваш вопрос: разница между синхронным и ассинхронным двигателем
Ответ от Владимир Федулов[эксперт]Синхронный двигатель при уменьшении оборотов мало теряет по мощности по сколько якорь с обмоткой и кольцевым коллектором поэтому их применяют в подъемных кранах а асинхронные при уменьшении оборотов резко теряют по мощности но у них большое преимущество - простота, нет обмотки на якоре - нет коллектора
Ответ от А.УМАРОВ[гуру]для Иваныча: и в ассинхронном дв. (в фазном) ток подается и на статор и на ротор
Ответ от Наиль[гуру]Тигр@Синхронные двигатели - коллекторного типа? Коллектор есть на машинах постоянного тока. а на синхронных коллектора нет, есть кольца.
Ответ от Михаил Иваныч[гуру]У синхронного двигателя ток подается и на обмотки статора, и на обмотки ротора (через щетки и контактные кольца) . У асинхронного - только на статор. На роторе ток возникает из-за электромагнитной индукции от поля статора. Ротор у него гладкий, обмотка представлена набором стержней, замкнутым кольцами на торцах (на них еще могут быть ребра для охлаждения)
Ответ от Павел Дерипаскин[активный]синхронный двигатель имеет щетки.
Ответ от Ѕарухи[гуру]Синхронный двигатель сохраняет частоту оборотов, пропорциональную частоте тока, но его надо запускать стартёром.Асинхронный двигатель теряет обороты под нагрузкой, но для него стартёр не нужен.
Ответ от 2 ответа[гуру]Привет! Вот еще темы с нужными ответами:
22oa.ru
