На рынке представлено множество моделей электроприводов. Технологии не стоят на месте и на рынке стали появляться новые вентильные индукторные электроприводы (ВИП).
- ВИП — это сочетание индукторной машины и полупроводникового преобразователя, являющееся новым витком в развитии электромеханики регулируемого электропривода. Для того, чтобы понимать различия и преимущества существующих электроприводов предлагается подробная таблица сравнения.
- АД — асинхронный двигатель,
- АД с ПЧ — асинхронный двигатель с преобразователем,
- СД — синхроный двигатель,
- ПМ — постоянные магниты.
| Показатели | АД с ПЧ | СД с ПМ | ВИП (вентиль-индукторный) | |
|---|---|---|---|---|
| Двигатель | ||||
| 1. Конструкция | 1. Обмотка распределённая с пересекающимися лобовыми частями. 2. Ротор с короткозамкнутой обмоткой или фазный с контактными кольцами. 3. Датчик положения ротора не требуется. Для увеличения точности и диапазона регулирования устанавливают энкодер для измерения частоты вращения. | 1.Обмотка может быть распределённой и катушечной. 2. Ротор с постоянными магнитами. Требуется отбор магнитов для обеспечения однородности их свойств. 3. Требуется установка датчик положения ротора. 4. Требуется специальная защита ротора от налипания ферромагнитных частиц при воздушном охлаждении. | 1.Обмотка, выполнена из отдельных катушек аппаратного типа, не имеет пересекающихся лобовых частей, более простая и надёжная. 2. Зубчатый ротор без обмоток и магнитов, наиболее простой по конструкции. 3. Требуется установка датчика положения ротора. | |
| 2. Технология изготовления | Средней сложности и трудоёмкости . Дополнительные затраты на заливку «беличьей клетки» ротора. | Повышенной сложности и трудоёмкости. Дополнительные затраты на приспособления для установки магнитов. Требуется обеспечение высокой точности и симметрии при изготовлении для исключения одностороннего тяжения магнитов. | Пониженной сложности и трудоёмкости. Опыт изготовления крупных машин на ремонтных заводах показал, что ИД могут быть изготовлены на любом электромеханическом заводе, имеющем необходимое станочное и крановое оборудование | |
| 3. Кратность пусковогомомента | 2,0-2,5 | 3,0-3,5 | 2,5-3,0 Определяется возможностями инвертора | |
| 4. Надёжность | Средняя. Возможны пробой обмоток в лобовых частях при вибрации, выход из строя «беличьей клетки» при механических и тепловых воздействиях. | Относительно высокая. Возможно изменение характеристик магнитов при перегреве. | Высокая. Простые и надёжные катушечные обмотки, ротор пассивный. | |
| 5. Живучесть и безопасность | Средняя. При выходе из строя фазной обмотки или «беличьей клетки» двигатель отключается по защите. | Средняя. При коротком замыкании обмотки магнит выключить нельзя, даже если двигатель отключается защитой. Возможно возгорание обмотки. | Высокая. Вследствие уникального свойстваиндук-торной реактивной машины (между фазами отсутствует магнитная связь) фазы могут работать автономно и при выходе катушки из строя двигатель сохраняет свою работоспособность. | |
| 6. Регулирование частоты вращения | Относительно в широком диапазоне («вниз» и «вверх»). | Пониженный диапазон регулирования и только «вниз», что существенно сокращает возможность транспортного применения. | В широком диапазоне («вниз» и «вверх»). | |
| 7. Энергоэффективность | Повышенная по сравнению с ДПТ. | Самая высокая. Вследствие того, что возбуждение обеспечивают магниты, омические потери минимальные. КПД самый высокий. | Высокая. КПД выше, чем у АД, но ниже, чем у СД с ПМ. ИД в широком диапазоне частот вращения работает в одноимпульсном режиме, при этом в напряжении отсутствует ШИМ. Потери в роторе ниже, чем в АД. | |
| 8. Быстродействие | Среднее. | Повышенное. | Высокое. За счёт малой инерционности безобмоточного ротора и относительно низкой индуктивности обмотки статора. | |
| 9. Регулирование частоты вращения | Относительно в широком диапазоне («вниз» и «вверх»). | Пониженный диапазон регулирования и только «вниз», чтосущественно сокращает возможность транспортного применения. | В широком диапазоне («вниз» и «вверх»). | |
| 10. Вибрации и шум | Средние. | Минимальные. | Средние. Уровень шума и вибраций соответствует АД с ПЧ. Для этого ИД должен правильно быть спроектирован и правильно управляться. | |
| 11. Тепловыделения | Средние. Требуется отвод тепла от ротора. | Минимальные. | Средние. За счёт снижения площади теплоотдачи с катушечных обмоток требуется тщательное проектирование системы охлаждения. Ротор нет требует охлаждения. | |
| 12. Массогабаритные показатели | Средние. Меньше, чем у ДПТ. | Высокие. Массогабаритные показатели, могут быть меньше в 1,5-2 раза. | Средние. Соответствуют АД. | |
| 13. Безредукторное применение | Возможность низкая. Невозможно обеспечить многополюсное исполнение. | Возможность средняя. Возможно обеспечить многополюсное исполнение при радиальном размещении магнитов, что увеличивает габариты ротора и его массу. | Возможность высокая. Повышенная возможность создания многополюсной конструкции за счёт применения, так называемой, гребенчатой зубцовой зоны. | |
| 14. Эксплуатация и ремонт | Показатели повышенныепо сравнению с ДПТ. Отсутствует коллектор и необходимость его обслуживания. При ремонте вышедшей из строя катушки требуется удалять практически всю распределённую обмотку. | Высокие. Требуется осмотр состояния ротора с ПМ. Требования по ремонту обмоток аналогичные АД. | Самые высокие. Требуется обслуживание только подшипников. При ремонте обмотки достаточно только снять вышедшую из строя катушку обмотки. Минимальные затраты на ремонт | |
| 15. Себестоимость | Средняя. Ниже, чем у ДПТ. | Самая высокая. Выше в 2— 2,5 раза, чем у АД. Стоимость магнитов может составлять более 50% стоимости всего двигателя. Стоимость 1 кг магнитов NdFeBс допустимой температурой до 180 0С порядка 1200 евро. | Пониженная. Примерно на 30% ниже, чем у АД | |
| Показатели | АД с ПЧ | СД с ПМ | ВИП | |
|---|---|---|---|---|
| Преобразователь | ||||
| Трёхфазный мост. При этом обмотки двигателя, как правило, соединены в треугольник. | Аналогичная конструкция, что и ПЧ для АД или для СД с распределённой обмоткой. | Асимметричный полумост на чопперах (или двухключевых модулях для ВИП большой мощности).Обеспечена автономность работы каждой фазы. | |
| Средняя | Средняя | Высокая. Обусловлена схемными решениями, исключающими возможность сквозных коротких замыканий. | |
| Относительно высокая. | Относительно высокая. | Высокая. Более высокий КПД преобразователя за счет работы на низкой частоте 0,1-0,3 Гц в отличие от инверторов АД и СД, работающих в режиме ШИМ на частотах выше 2 к Гц. | |
| Стоимость зависит от функциональных возможностей. Наибольшая цена для инверторов, реализующих векторное управление. | Стоимость зависит от функциональных возможностей. Примерно на том же уровне, что и ПЧ для АД. | Стоимость примерно на 15-30% выше, за счёт большей ёмкости фильтра и ключей с более высокой токовой нагрузкой. Может быть снижена при применении ИД двухпакетной конструкции шестифазного исполнения. | |
