단상 모터와 3상 모터의 차이점: 크기 및 효율성

이미 400V 3상 공급 장치가 있는 농장에서 2.2kW 시추공 펌프가 작동하지 않습니다. 유지 관리 파일에는 단상 교체가 나열되어 있으므로 단상 장치를 주문하고 설치합니다. 두 달 후 실행 커패시터가 부풀어오르고, 펌프하우스 케이블이 15A에 가까운 온도로 과열되고, 모터가 장시간 인출 중에 열 과부하로 트립됩니다. 모터에는 이상이 없었습니다. 사양이었습니다.

단상 모터와 3상 모터의 차이점은 명판에 표시된 라벨이 아닙니다. 시동 토크, 킬로와트당 전류, 브래킷에 맞는 프레임 크기, 당겨야 하는 케이블, 향후 10년 동안 구입할 유지 관리 항목이 변경됩니다.

두 디자인이 다르게 동작하는 이유

두 기계 모두 농형 회전자와 적층 고정자 코어를 갖춘 유도 모터입니다. 차이점은 거의 전적으로 고정자 권선과 공급 장치가 이에 대해 수행하는 작업에 있습니다.

3상: 이미 회전하는 필드

120도 간격으로 전기적으로 간격을 둔 3개의 권선은 3상 공급 장치에서 공급되어 동기 속도(주파수를 극 수로 나눈 120배)로 회전하는 자속 파동을 생성합니다. 로터는 정지 상태에서 움직이는 필드를 확인하므로 보조 장치가 전혀 없이 0 속도에서 토크를 사용할 수 있습니다. 토크는 기본적으로 각 전기 사이클에서 일정합니다. 이것이 바로 3상 기계가 조용히 작동하고 저속에서 부하를 원활하게 유지하는 이유입니다.

단상: 속여서 회전시켜야 하는 맥동장

단상 공급 장치의 한 권선은 맥동 자속을 생성하며, 이는 수학적으로 동일한 강도의 두 개의 역회전 필드로 분할됩니다. 정지 상태에서는 취소되므로 순 시동 토크는 0입니다. 업계에서는 전기적으로 약 90도 변위된 보조 권선과 커패시터(커패시터 시작, 커패시터 실행 또는 영구 분할 커패시터), 시작 릴레이 또는 작은 크기를 위한 음영 극을 사용하여 이 문제를 해결합니다. 로터가 대략 70~80%의 속도에 도달하면 원심 스위치나 릴레이가 보조 회로를 중단합니다.

두 가지 결과가 따릅니다. 첫째, 토크는 여전히 두 배의 라인 주파수에서 맥동하므로 단상 모터는 동일한 출력에서 ​​더 많이 진동하고 소음이 더 큽니다. 둘째, 킬로와트당 전류는 230V에서 동급 3상 모터가 400V에서 소비하는 것보다 약 3배 더 높으며, 이는 케이블 크기, 접촉기 정격 및 장기적으로 전압 강하를 결정합니다.

라미네이션 디자인은 권선을 따릅니다. 단상 고정자는 일반적으로 슬롯을 주 권선의 2/3와 보조 권선의 1/3로 나누는 반면, 3상 고정자는 균형 잡힌 슬롯 할당을 갖춘 분산 60도 위상 벨트를 사용합니다. 이는 동일한 외경 내에서 슬롯 수, 톱니 너비 및 구리-철 비율을 변경합니다. 구불구불한 이론을 더 깊이 있게 알고 싶다면 이 설명을 읽어보세요. 3상 모터의 작동 원리 디자인의 필드, 슬립 및 코어 측면을 통과합니다.

AC 모터 고정자 및 회전자 코어 어셈블리 산업용 응용 분야에서 효율성, 저소음 및 안정적인 토크를 지원하도록 설계된 AC 모터용 정밀 적층 실리콘강 고정자 및 회전자 코어입니다. 제품보기 →

실제 사양을 나란히 비교

아래 표에는 공통 카탈로그 데이터 및 IEC 효율 등급에서 가져온 5kW 미만의 4극, 50Hz 산업용 모터에 대한 일반적인 값이 반영되어 있습니다. 범위를 선별 도구로 간주한 다음 제조업체의 테스트 시트를 통해 확인하십시오.

등급으로 측정되는 효율성 격차

3상 효율의 장점은 고정된 수치가 아닙니다. 이는 보조 권선, 커패시터 손실 및 높은 전류 밀도가 단상 설계에 가장 큰 영향을 미치는 작은 정격에서 가장 크며 프레임이 커질수록 좁아집니다.

• 밝은 녹색 막대: 단상 커패시터 구동 모터는 일반적으로 이 정격에서 68~80%입니다.
• 진한 녹색 막대: 3상 IE3 모터는 0.75kW에서 약 80%에서 3.7kW에서 거의 88%까지 증가합니다.
• 0.75kW에서 간격은 대략 12포인트입니다. 3.7kW에서는 8점에 더 가깝습니다. 1년에 4,000시간을 가동하는 펌프에서 이는 2퍼센트가 아니라 두 전기 요금의 차이입니다.

IEC 60034-30-1 효율 등급은 3상 기계에 적용됩니다. 단상 모터는 해당 분류에 속하지 않으므로 카탈로그를 클래스별로 비교할 수 없습니다. 대신 측정된 테스트 데이터를 요청하고 그 숫자 뒤에 있는 전기강판의 등급, 두께, 적층 계수를 확인하세요.

단상 모터가 여전히 속해 있는 곳

단상 수요는 가정용 또는 경상업용 공급 장치에 연결되는 장비에 집중되어 있습니다. 아래 분할은 시장 조사가 아닌 소형 모터 응용 분야를 나타내는 수치이지만 이 부문에서 대부분의 조달 팀이 보는 것과 일치합니다.

3상 배전이 있는 플랜트 내부에서 동일한 임무가 수행되는 경우 0.37kW에서도 거의 항상 3상 버전이 지정됩니다. 그 이유는 더 작은 프레임, 더 긴 수명 및 표준 과부하 보호 기능이 작은 가격 차이보다 크기 때문입니다.

실용적인 선택 순서

1. 도면이 아닌 터미널 박스에서 공급을 확인하십시오. 라인 전압을 측정하고 중성이 있는지 확인하십시오. 400V 3상 공급 장치의 230V 단상 모터에는 다른 모터가 아닌 다른 스타터가 필요합니다.
2. 킬로와트가 아닌 토크 크기입니다. 부하가 걸린 컨베이어 또는 용적형 펌프와 같이 최대 부하에서 시작되는 부하는 명판 정격의 두 배인 커패시터 시작 단상 장치 또는 소프트 스타터가 있는 3상 장치가 필요할 수 있습니다.
3. 시간당 계산이 시작됩니다. 커패시터와 원심 스위치에서는 빈번한 시동이 어렵습니다. 시간당 약 6~8회 시동 이상에서는 VFD를 사용하는 3상이 더 내구성이 뛰어난 선택입니다.
4. 기계적 인터페이스를 일치시킵니다. 더 작은 3상 프레임은 어댑터 없이 단상 풋 패턴에 볼트로 고정되지 않으므로 주문하기 전에 기존 브래킷과 비교하여 프레임, 플랜지, 샤프트 및 터미널 박스 위치를 확인하십시오.
5. 핵심 사양을 수정합니다. 전기강판 등급, 적층 두께, 적층 계수, 인터록 또는 용접 구조에 따라 손실 및 노이즈 플로어가 결정됩니다. 우리의 코어 및 프레임 제조 개요에서는 스탬핑, 스태킹 및 용접 선택이 완성된 결과에 어떤 영향을 미치는지 설명합니다.
6. 문서를 수집하세요. 효율 등급, 절연 등급, IP 등급, 테스트 보고서 및 품질 인증은 시운전 후가 아니라 제품이 도착하기 전에 도착해야 합니다.

고급 비결정성 실리콘 강철 코일 모터 및 변압기 코어용으로 코어 손실이 낮고 두께가 균일한 NGO 실리콘 강철 코일은 맞춤형 폭과 표면 처리로 제공됩니다. 제품보기 →

놓치기 쉬운 유지 관리 및 규정 준수 사항

단상 모터에는 3상 모터에는 없는 마모 품목이 있습니다. 실행 커패시터는 점차적으로 정전용량을 잃습니다. 이로 인해 모터가 완전히 고장나기 훨씬 전에 전류와 온도가 상승합니다. 뜨거운 인클로저의 경우 3~5년마다 검사하고 정전용량이 정격보다 10% 이상 떨어지면 교체할 계획을 세우십시오. 원심 스위치와 시동 릴레이는 시동할 때마다 아크를 발생시키므로 접촉 상태는 예방 유지 관리 목록에 포함됩니다.

3상 모터는 이러한 항목을 공급 감도와 교환합니다. 약 1%를 초과하는 전압 불균형은 불균형한 전류 불균형과 급속한 권선 가열을 유발하므로 무인 현장에서는 결상 및 불균형 보호가 선택 사항이 아닙니다. VFD를 사용하는 경우 절연 베어링 엔드 클로저를 지정하고 특히 긴 케이블에서 권선 절연 시스템이 인버터의 dv/dt 등급을 충족하는지 확인하십시오.

규정 준수 측면에서 효율성 규정과 IE 등급은 일반적으로 3상 기계를 대상으로 하며, 이는 단상 장치가 프레임워크 외부에 조용히 있을 수 있음을 의미합니다. 입찰에서 효율성 등급을 요구하는 경우 단상 장치에 대한 선언을 수락하기 전에 규정이 실제로 적용되는 모터 유형을 서면으로 확인하십시오.

인터록 적층 모터 코어 어셈블리 일관된 자기 경로와 안정적인 대량 생산 품질을 제공하는 모터 및 변압기용 용접 및 접착제가 필요 없는 연동 적층 코어입니다. 제품보기 →

어떤 유형을 구입하든 고정자와 회전자 코어는 권선이 삽입되기 전에 손실이 결정되는 곳입니다. 일관된 적층 품질, 제어된 적층 압력 및 안정적인 강철 공급망은 카탈로그 가격의 한계 차이보다 장기적인 성능에 더 중요하며, 이는 데이터시트가 아닌 공급업체 현장에서 감사할 가치가 있는 사양의 일부입니다.