1. Структурные и стоимостные преимущества

• Более простая структураДвигатель переменного тока состоит в основном из двух основных компонентов: статора и ротора. Статор обычно включает в себя железный сердечник, обмотки и торцевые крышки, а ротор — железный сердечник и обмотки. Его конструкция относительно проста и не содержит сложных механических компонентов коммутации (таких как щётки и коллекторы), необходимых двигателям постоянного тока. В двигателях постоянного тока для изменения направления тока используется механический контакт между щётками и коллекторами, что обеспечивает постоянный крутящий момент. Такая сложная конструкция не только усложняет процесс производства двигателей постоянного тока, но и увеличивает количество потенциальных точек отказа.
• Снижение производственных затратБлагодаря более простой конструкции двигатели переменного тока требуют меньше сырья и компонентов, что приводит к снижению производственных затрат. Например, при массовом производстве себестоимость двигателей переменного тока легче контролировать, что обеспечивает им конкурентное преимущество в цене. Это соответствует строгим требованиям к контролю затрат в промышленности. В отличие от них, двигатели постоянного тока имеют более сложную конструкцию, требующую больше материалов, таких как магниты и медные провода, и более строгих производственных процессов, что приводит к повышению себестоимости.

2. Преимущества затрат на техническое обслуживание

• Меньше работ по техническому обслуживанию: В двигателях переменного тока отсутствуют подверженные износу детали, такие как щётки и коллекторы, что устраняет необходимость в их регулярной замене. Это значительно снижает объём работ по техническому обслуживанию, что крайне важно для промышленного оборудования, работающего непрерывно в течение длительного времени. Меньше обслуживания означает меньше простоев и более высокую эффективность производства. Однако в двигателях постоянного тока щётки и коллекторы быстро изнашиваются во время работы, поэтому для обеспечения их нормальной работы требуются регулярные осмотры, замена щёток и обслуживание поверхности коллектора. Это не только требует затрат труда и ресурсов, но и может привести к выходу двигателя из строя и задержкам в обслуживании.
• Снижение затрат на техническое обслуживание: Сокращение объема работ по техническому обслуживанию приводит к снижению потребности в расходных материалах и привлечении специализированных специалистов, что снижает общие затраты на обслуживание. В промышленном производстве расходы на долгосрочное обслуживание оборудования значительны, поэтому низкая стоимость обслуживания двигателей переменного тока делает их более предпочтительными в промышленных условиях. Двигатели постоянного тока, напротив, требуют более высоких эксплуатационных расходов и большего времени простоя из-за частого обслуживания и замены быстроизнашивающихся деталей, что в конечном итоге сказывается на экономической эффективности компании.

3. Преимущества эксплуатационных характеристик

• Более высокая эффективность: Традиционно считалось, что двигатели постоянного тока имеют более высокий КПД преобразования энергии (более 90%), в то время как двигатели переменного тока обычно работают на уровне около 80%. Однако с развитием технологий, особенно с разработкой новых типов двигателей переменного тока, таких как синхронные двигатели с постоянными магнитами (СДПМ), КПД двигателей переменного тока значительно возрос. Современные двигатели переменного тока могут обеспечивать высокую выходную мощность при меньших размерах и весе, имея удельную мощность примерно на 20% выше, чем у традиционных двигателей постоянного тока. Более того, КПД двигателей переменного тока остается относительно стабильным при различных условиях нагрузки, что делает их подходящими для оборудования, работающего непрерывно в течение длительного времени. В промышленных условиях, где многим устройствам требуется стабильная длительная работа, эта характеристика двигателей переменного тока лучше соответствует практическим производственным потребностям.
• Более простое регулирование скоростиВ прошлом двигатели постоянного тока обладали уникальным преимуществом в регулировании скорости: плавная регулировка скорости в широком диапазоне достигалась за счёт регулирования напряжения якоря или тока возбуждения. Однако быстрое развитие силовой электроники решило проблемы регулирования скорости двигателей переменного тока. Сегодня скорость двигателей переменного тока можно точно регулировать с помощью таких устройств, как преобразователи частоты, которые регулируют частоту и напряжение источника переменного тока. Этот метод регулирования скорости обеспечивает не только широкий диапазон и высокую точность, но и превосходные динамические характеристики, удовлетворяя разнообразные потребности в регулировании скорости в промышленном производстве. Кроме того, системы регулирования скорости двигателей переменного тока относительно просты, а их стоимость снижается, что ещё больше повышает их конкурентоспособность в промышленных приложениях.

4. Преимущества надежности

• Надежность за счет отсутствия механической коммутации: Отсутствие механических коммутационных компонентов (щёток и коллекторов) позволяет избежать таких проблем, как искрообразование и износ, возникающие при механическом контакте, что снижает вероятность выхода двигателя из строя. Это повышает надёжность двигателей переменного тока и их стабильную работу в тяжёлых условиях эксплуатации, таких как высокие температуры, высокая влажность и запылённость, где их преимущества в плане надёжности ещё более очевидны. В отличие от них, щётки и коллекторы двигателей постоянного тока во время работы создают искры, что может вызывать электромагнитные помехи и представлять угрозу безопасности в пожароопасных или взрывоопасных средах. Кроме того, износ щёток и коллекторов ухудшает характеристики двигателя и сокращает срок его службы, снижая надёжность двигателей постоянного тока.
• Надежность благодаря простой структуреПростая конструкция двигателей переменного тока снижает нагрузку и износ отдельных компонентов, продлевая срок службы деталей и повышая общую надежность двигателя. В промышленном производстве надежность оборудования напрямую влияет на непрерывность производства и качество продукции. Высокая надежность двигателей переменного тока обеспечивает стабильное электропитание промышленных предприятий, сводя к минимуму число несчастных случаев на производстве и потери, вызванные отказами двигателей.

5. Преимущества области применения

• Высокомощные приложенияДвигатели переменного тока могут работать в широком диапазоне мощностей: от небольших двигателей мощностью в несколько сотен ватт до мощных двигателей мощностью в несколько мегаватт. В промышленных условиях многим крупным механическим устройствам, таким как вентиляторы доменных печей на сталелитейных заводах, приводные двигатели вращающихся печей на цементных заводах и подъёмники в шахтах, требуются мощные двигатели, и двигатели переменного тока могут удовлетворить эти потребности. Однако двигатели постоянного тока ограничены такими компонентами, как щётки и коллекторы, что затрудняет достижение высокой выходной мощности. Они, как правило, подходят для маломощных применений.
• Крупномасштабное промышленное производствоДвигатели переменного тока обладают высокой степенью стандартизации, что облегчает массовое и серийное производство. Крупномасштабное промышленное производство требует большого количества силовых устройств, а возможности массового производства двигателей переменного тока позволяют удовлетворить промышленные требования как по количеству, так и по качеству. Кроме того, двигатели переменного тока отличаются высокой универсальностью: продукция разных производителей совместима по характеристикам и интерфейсам, что упрощает выбор, установку и замену оборудования в промышленном производстве.