Порівняння асинхронних та синхронних електродвигунів: що обрати?

Електродвигуни поділяються на дві великі групи – синхронні та асинхронні. Вони мають схожий вигляд та виконують однакову функцію – перетворюють електричну енергію на механічний рух, але відрізняються конструктивом, сферами застосування та принципами роботи. Щоб правильно обрати електродвигун, потрібно розуміти особливості синхронних та асинхронних моделей – розглянемо ці аспекти у нашій статті.

Чим відрізняються синхронні та асинхронні двигуни

Основні конструктивні елементи електродвигунів обох типів – нерухомий статор та ротор, який обертається із синхронною або асинхронною частотою. В пазах циліндричного статора розташовується обмотка, яка при проходженні електричного струму утворює обертове магнітне поле. В асинхронному двигуні змінного струму ротор і магнітне поле статора обертаються з різною швидкістю. Частота обертання ротора нижча, ніж статора – ця різниця називається ковзанням і може коливатися в межах 2-8%. При розрахунку швидкості ротора враховується частота струму, число полюсів та коефіцієнт ковзання. Чим вища частота змінного струму, тим швидше обертається ротор асинхронного двигуна. При збільшенні кількості пар полюсів швидкість ротора зменшується. 

Принцип роботи синхронного двигуна відрізняється – швидкість обертання валу постійна та синхронізована з частотою обертання магнітного поля статора, при цьому відсутнє ковзання. Цим обумовлена відмінність в роботі синхронного та асинхронного електродвигунів – вони по-різному реагують на зміну навантаження, потребують різного підходу до регулювання та забезпечення точності частоти обертання, мають різну вагу, конструктивні особливості та габарити. Кожен тип двигуна має свої переваги та галузі застосування. Недоліки синхронних та асинхронних двигунів є відносними – їх можна усунути, якщо правильно обрати двигун та професійно підійти до проектування системи.

Переваги та недоліки асинхронних електродвигунів

Асинхронні електродвигуни є найбільш поширеними в сучасній промисловості, такими моторами оснащують підйомно-транспортні механізми, будівельну техніку, конвеєри, металорізальні верстати. Чому асинхронні двигуни вважаються більш універсальними:

• менша собівартість виробництва – виготовити асинхронний електродвигун дешевше, ніж синхронний;
• простіша конструкція – в конструктиві асинхронного двигуна менше складних елементів;
• відносно невеликі витрати на експлуатацію та обслуговування, можливість роботи без частотного перетворювача;
• висока надійність в експлуатації – двигун виготовляється з міцних зносостійких матеріалів.

Якщо порівнювати з синхронними, асинхронні двигуни мають нижчий ККД, обмежений пусковий момент, можуть перегріватися на підвищених навантаженнях. Щоб забезпечити плавний пуск, точну частоту обертання та регулювати швидкість, необхідно встановлювати частотний перетворювач, який збільшує проектні витрати. 

Синхронні електродвигуни – переваги та недоліки

Синхронний двигун має специфічний принцип роботи та особливий конструктив, тому сфера його застосування обмежується окремими напрямками – оснащення обладнання високої потужності, високоточних приладів, механізмів зі стабільною швидкістю обертання. Синхронними двигунами оснащують насоси, компресори, металургійне обладнання, гірничу техніку, генератори та інші потужні агрегати. Такий мотор дозволяє досягти низької частоти та високого крутного моменту на вихідному валу, мінімізуючи кількість передач редуктора. Важлива перевага синхронних двигунів – вищий коефіцієнт корисної дії (ККД), здатність більш ефективно перетворювати електроенергію на крутний момент.

Щодо недоліків – синхронні електродвигуни потребують використання додаткового пускового механізму для генерації магнітного поля ротора. Мають складнішу конструкцію, яка вимагає більших витрат на обслуговування і ремонт. Це більш масивне та важке обладнання, яке швидше зношується та дорожче у виробництві через складність конструктиву та наявності додаткових компонентів (щітки, обмотки, магніти тощо). Для забезпечення стабільної роботи синхронного електродвигуна необхідно встановлювати частотний перетворювач.

Порівняння асинхронного і синхронного електродвигуна

Підведемо підсумок та порівняємо синхронні та асинхронні двигуни за ключовими критеріями:

• Конструктив, обслуговування, ціна. Синхронний двигун має більш складний конструктив, тому дорожче у виготовленні, обслуговуванні та ремонті.
• Сфера застосування. Асинхронні двигуни мають універсальне загальнопромислове призначення. Синхронні – більш вузьке застосування в окремих агрегатах.
• Режим роботи. Асинхронні двигуни стабільно працюють при змінному навантаженні, синхронні – призначені для постійних умов роботи.
• Пуск. Асинхронний двигун запускається без додаткових пускових механізмів. Синхронний – складніший у запуску, тому більш чутливий до частих пусків.
• Крутний момент. Синхронні двигуни здатні видавати більший момент при вищому ККД.
• Регулювання частоти. Асинхронні двигуни оснащуються частотниками для регулювання та підтримки точної швидкості обертання.
• Габарити. Асинхронні двигуни є більш легкими та компактними, можуть розміщуватися в обмеженому просторі.

Отже, асинхронні моделі обирають для загальнопромислових призначень, якщо потрібно купити недорогий електродвигун та забезпечити високу надійність в експлуатації. Для вирішення спеціальних задач, коли більше вимог пред’являється до потужності і точності частоти обертання, перевагу надають синхронним двигунам.

Асинхронний чи синхронний – який двигун обрати?

Щоб правильно обрати електродвигун, необхідно врахувати цілий комплекс критеріїв:

• сфера застосування, призначення і принцип роботи механізму;
• технічні умови, тип живлення, спосіб навантаження, режим роботи, експлуатаційні вимоги;
• розрахункові технічні характеристики – момент, навантаження, ККД та інші;
• вимоги до регулювання швидкості, плавного пуску, точності обертання;
• можливості технічного обслуговування, вимоги до габаритів електродвигуна.

Правильний висновок щодо доцільності використання асинхронного чи синхронного мотору може зробити тільки досвідчений спеціаліст після аналізу даних та проведення інженерних розрахунків. Отримати аудит вашого проекту та фахову консультацію з вибору двигуна можна в нашій компанії “Огрант”. Ми постачаємо електродвигуни, редуктори, мотор-редуктори від світових виробників, пропонуємо широкий каталог моделей під будь-які задачі, надаємо повний супровід під час вибору, покупки та післяпродажного обслуговування на правах офіційного представника бренду. Звертайтеся – ми допоможемо обрати, замовити і купити електродвигун з оптимальними характеристиками зі швидкою доставкою по Україні.