防爆交流電機和防爆直流電機的區别

在為您的應用選擇電機時，您會遇到兩種不同類型：交流電機和直流電機。它們具有不同的性能、效率、可靠性和成本特征，在它們之間進行選擇需要清楚地了解應用程序的要求和優先級。

 

 交流和直流是什麼意思？

從根本上來說，交流電機和直流電機之間的區别在于，交流電機以交流電（AC）運行，而直流電機以直流電（DC）運行。交流電周期性地反轉方向（正負交替）。這就是電力通過電網分配給家庭和企業的方式。

 

直流電 另一方面，電流僅沿一個方向流動，這就是電池提供的電源類型。根據所使用的方法，可以以不同的效率在交流和直流電源之間進行轉換。

 

但這對于為您的應用選擇電機到底意味着什麼呢？那麼，電機使用的電源類型會影響其設計方式，進而對其滿足您的要求的程度産生各種影響。

 

電機設計

電動機的基本部件是定子和轉子，它們通過電磁場相互作用産生旋轉和扭矩。定子是固定的（固定在電機主體上），而轉子是電機旋轉的部分（包括軸）。

 

在交流電機中，交流電流提供給定子。盡管定子不移動，但該電流會産生一個磁場，該磁場根據交流電流的頻率（正負之間變化的速度）旋轉。通過稱為“感應”的電磁過程，在轉子中感應出磁場，這些磁場的相互作用産生旋轉和扭矩。

 

 在典型的有刷直流電機中，直流電流通過稱為換向器的裝置提供給旋轉的電樞，換向器使用碳刷導電。定子的磁場是固定的，可以由永磁體或電磁體提供。當轉子旋轉時，換向器周期性地切換電磁場的極性。電樞被定子的不同元件吸引和排斥，使其連續旋轉。

 

還提供無刷直流電機，其中永磁體移至轉子。相反，定子具有電磁體，可以切換極性以産生轉子的連續旋轉。這意味着換向器和電刷是不必要的，而換向器和電刷是導緻有刷直流電機相關可靠性問題的很大一部分原因。

 

表現

交流電機和直流電機之間的主要區别之一是速度控制。交流電機以交流電源的頻率運行，即使負載發生變化，也能抵抗速度的變化。要改變電機的速度，需要使用變頻驅動器 (VFD)，它将交流電源轉換為直流電源，然後以不同的頻率再轉換回來。然而，除了增加電機成本之外，變頻器還存在固有的低效率問題，可能會産生軸和軸承電流等問題，如果管理不當，可能會縮短電機的使用壽命。此外，交流電機在較高速度下往往會損失扭矩。

 

這意味着交流電機非常适合電機速度低到中等且在電機負載變化時保持恒定的情況。這就是為什麼交流電機在重型、連續速度的工業應用中無處不在。

 

另一方面，直流電機可以通過修改電源電壓輕松控制速度。它們在整個速度範圍内提供一緻的扭矩，但對負載的變化很敏感。這使得它們非常适合需要精細速度控制且負載變化不大的情況，例如在許多家用電器或機器人中。

 

效率

交流電機的效率通常低于直流電機，主要原因有兩個。首先，它們在定子中使用電磁鐵，這會消耗電力，而直流電機通常使用永磁體。其次，交流電機會經曆一種稱為滑差的現象，即轉子速度與定子中旋轉磁場速度之間的差異。盡管滑差對于産生扭矩至關重要，但它與“銅損”直接相關，“銅損”是電流通過電機勵磁繞組時産生的與熱相關的功率損耗。

 

直流電機的勵磁繞組也會經曆一些熱損失。有刷版本會因換向器和電刷之間的接觸電阻而産生熱量損失，以及這種設置帶來的機械損失。

 

成本

由于制造成本較高，直流電機的成本通常比交流電機高得多。此外，由于交流感應電機的使用如此廣泛，規模經濟導緻其價格相對較低。這意味着交流電機用于大多數大型工業應用，而直流電機則用于需要精細速度控制的小型應用，例如機器人。

 

由于換向器和電刷的磨損，有刷直流電機的維修和維護成本明顯更高。無刷直流電機則不存在這個問題；然而，由于其設計更複雜，它們比典型的直流電機更昂貴。

 

可靠性和維護

有刷直流電機通常比交流電機需要更多的維護，并且使用壽命更短。這是因為壓在旋轉換向器上的電刷會受到磨損，需要定期維護和更換。

另一方面，無刷直流電機和交流感應電機沒有相互摩擦的部件，這意味着它們更安靜并且需要更少的維護。

 

概括

本文讓您了解交流電機和直流電機之間的主要區别以及哪種電機可能更适合您的應用。與往常一樣，性能最佳的電機取決于您應用的具體特征以及您優先考慮的結果。