Відмінності між однофазними та трифазними електродвигунами

Сучасні електродвигуни змінного струму, широко використовувані у багатьох галузях промисловості та побутової техніки, поділяються на два основні типи: однофазні та трифазні. Як випливає з назви, ключова відмінність цих двигунів полягає в кількості фаз живлючого їх електричного струму. Однак разом з кількістю фаз змінюється і низка інших технічних характеристик, від яких залежить ефективність роботи та сфера застосування цих пристроїв. Розглянемо, чим принципово відрізняються трифазний та однофазний двигуни на прикладах розберемо, який із них підходить для вирішення ваших завдань.

Основні характеристики та відмінності однофазних та трифазних електродвигунів

Однофазні та трифазні двигуни мають ряд ключових відмінностей у своїх характеристиках, які визначають їх застосування та ефективність роботи. 

Кількість фаз :електродвигуни однофазні, як випливає з назви, працюють від однієї фази змінного струму, тоді як трифазні використовують три фази, зміщених по фазі на 120 градусів. Це визначає багато характеристик цих двигунів, включаючи їх потужність, ефективність, а також впливає на складність конструкції.

Потужність: електродвигун асинхронний трифазний — більш потужний агрегат. Внаслідок використання трьох фаз вони можуть ефективно передавати більше потужності, що робить їх ідеальним вибором для промислових додатків.

Інші відмінності:

• Розмір та вага. Зважаючи на свою конструкцію, агрегати з однією фазою зазвичай менші за розміром і вагою.
• Напруга живлення. Однофазні моделі в основному використовують стандартну напругу від стандартної побутової мережі у 220-230 В. У той час як потужніші силові агрегати з трьома фазами зазвичай працюють від мережі 380 В, що вимагає спеціалізованої електропроводки і застосовується головним чином у промисловості.
• Стартовий момент. Однофазні двигуни мають відносно низький стартовий момент і вимагають додаткового стартового пристрою для початку роботи.
• Ефективність. Трифазні агрегати більш ефективні, тому що їх конструкція дозволяє створити рівномірніше магнітне поле, що зменшує енерговтрати в процесі роботи.
• Рівень шуму. Однофазні двигуни зазвичай працюють тихіше, ніж трифазні, що може бути важливим фактором для деяких застосувань.
• Строк служби. З точки зору терміну служби трифазні силовики можуть забезпечувати більш тривалий термін служби завдяки рівномірному розподілу навантаження і високої ефективності роботи.

І насамкінець, мотори з трьома фазами створюють меншу навантаження на мережу, т.к. потужність розподіляється між трьома фазами, а чи не зосереджена лише у фазі, як і однофазних двигунах.

Трифазні та однофазні асинхронні двигуни: принцип роботи

Отже, асинхронні двигуни в трифазному та однофазному режимах працюють на основі створення магнітного поля, що обертається, яке викликає обертання ротора. У разі однофазного асинхронного силовика це поле створюється однією фазою змінного струму. Однак цей тип не може самостійно почати обертання, і для цього потрібно використовувати додатковий стартовий механізм.

Трифазні асинхронні двигуни створюють магнітне поле, що обертається, за допомогою трьох фаз, зміщених один щодо одного на 120 градусів. Це дозволяє агрегату починати обертання самостійно, без необхідності додаткового стартового пристрою.

Приклади застосування однофазних та трифазних двигунів

На практиці однофазний та трифазний асинхронний двигун знаходять своє застосування у різних галузях, що визначаються їх характеристиками.

Однофазні активно використовуються в побутовій техніці, як холодильники, пральні машини, кондиціонери, вентилятори та інше обладнання. Наприклад, компактність та можливість роботи від стандартних мереж змінного струму роблять однофазні двигуни зручними для використання в електричних швейних машинках або електронних інструментах.

Трифазні знаходять своє застосування там, де потрібна велика потужність та ефективність роботи. Вони використовуються у великих промислових установках, таких як електроприводи верстатів, ліфтів, конвеєрів, великих насосів та інших потужних механізмів. Прикладами можуть бути великі насосні станції, промислові верстати з ЧПУ або потужні електроприводи в металургії.

Переваги та недоліки однофазних та трифазних двигунів

З урахуванням різниці між однофазним та трифазним двигуном стає ясно, що кожен тип має свої переваги й недоліки.

Перші мають такі переваги:

• Простота конструкції;
• Менша вага та розміри в порівнянні з трифазними;
• Можуть працювати від стандартної домашньої електромережі.

Однак вони менш потужні, вимагають наявності стартового пристрою та працюють нерівномірно.

Трифазні двигуни пропонують наступні переваги:

• Висока потужність та ефективність;
• Самозапуск;
• Плавність роботи.

Проте вони складніші в обслуговуванні, вимагають трифазне харчування і зазвичай важчі й громіздкі.

Який двигун вибрати?

Отже, однофазний та трифазний двигун — який обрати? Вибір не завжди очевидний і вимагає розбору конкретного випадку. Розглянемо кілька сценаріїв, які допоможуть зрозуміти, який тип двигуна більше підійде.

Сценарій 1: Домашнє використання

Якщо ви вибираєте силовик для побутового приладу, наприклад, для пральної машини, холодильника чи кондиціонера, вибір, швидше за все, буде на користь однофазного двигуна. Причина проста: вони легко підключаються до стандартної домашньої мережі, вони легші та компактніші, що важливо для побутової техніки. До того ж побутові прилади зазвичай не вимагають високої потужності, яку можуть запропонувати трифазні моделі.

Сценарій 2: Професійний інструмент

Розглянемо ситуацію, коли вам потрібно вибрати агрегат для професійного електроінструменту, наприклад циркулярної пили або свердлильного верстата. Тут вибір залежить від потужності пристрою. Якщо вона невелика (до 3-4 кВт), можна зупинитися на однофазному. Однак для більш потужного інструменту, наприклад верстата з ЧПУ, потрібна висока продуктивність і стабільна робота, що забезпечує трифазний мотор.

Сценарій 3: Промислове обладнання

Якщо йдеться про вибір агрегату для великого промислового обладнання, такого як конвеєри, ліфти, насосні станції, верстати та інші установки, що вимагають високої потужності, вибір однозначно падає на трифазний двигун. Такі двигуни забезпечують високу потужність, стабільність роботи та високу ефективність, що є критично важливим для промислового використання.

Сценарій 4: Механічна сумісність

У деяких випадках вибір між однофазним та трифазним двигуном може залежати від механічної сумісності. Різні типи обладнання можуть вимагати різні типи з'єднань та підведення живлення, а також специфічні конструктивні елементи. У цьому контексті, наприклад, затискна втулка на вал може відігравати ключову роль.

Вона забезпечує надійне з'єднання валу двигуна з робочою машиною, гарантуючи точність передачі моменту та зменшення вібрації. Від якості цього елемента та його сумісності з робочим обладнанням можуть залежати такі параметри роботи системи, як ефективність, надійність та термін служби. Тому при виборі двигуна варто звертати увагу не лише на електричні параметри, а й на механіку.

На закінчення слід зазначити, що вибираючи однофазний двигун та трифазний важливо враховувати як їх технічні характеристики, а й умови використання, необхідну потужність, доступність і тип електромережі. Завдяки цьому, ви зможете зробити оптимальний вибір, що відповідає вашим вимогам та завданням.

Висновок

Вибираючи трифазні та однофазні асинхронні двигуни багато в чому потрібно покладатися на необхідну потужність, харчування та спосіб застосування. Моделі з однією фазою краще підходять для побутових та легких комерційних додатків, що потребують невеликої потужності, тоді як трифазні агрегати більше підходять для промислового використання, де потрібна висока потужність та ефективність. Важливо завжди зважати на ці відмінності при виборі електродвигуна для певного застосування.