เหตุใดมอเตอร์กระแสสลับสามเฟสจึงถูกใช้แพร่หลายในอุตสาหกรรมมากกว่ามอเตอร์กระแสสลับเฟสเดียว?

ในสถานการณ์การผลิตเชิงอุตสาหกรรม ตั้งแต่เครื่องมือกลขนาดใหญ่ไปจนถึงคอมเพรสเซอร์สำหรับงานหนัก ความนิยมของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟสนั้นสูงกว่ามอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับเฟสเดียวมาก ปรากฏการณ์นี้ไม่ได้เกิดขึ้นโดยบังเอิญ แต่ถูกกำหนดโดยความแตกต่างโดยธรรมชาติระหว่างมอเตอร์ทั้งสองในมิติหลักทั้งสาม: การออกแบบโครงสร้าง ประสิทธิภาพการทำงาน และประสิทธิภาพการใช้พลังงาน. สาเหตุที่เฉพาะเจาะจงสามารถวิเคราะห์ได้จากสี่ประเด็นต่อไปนี้:

1. ความแตกต่างในประสิทธิภาพการสร้างสนามแม่เหล็กหมุน

ขดลวดสเตเตอร์ของมอเตอร์กระแสสลับสามเฟสใช้การออกแบบแบบกระจายสามเฟสแบบสมมาตร เมื่อจ่ายกระแสไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟสที่มีความต่างเฟส 120° สนามแม่เหล็กหมุนต่อเนื่อง ถูกสร้างขึ้นภายในมอเตอร์โดยตรง ช่วยให้สตาร์ทได้อย่างราบรื่นโดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์สตาร์ทเพิ่มเติม ในทางตรงกันข้าม มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับเฟสเดียวสามารถสร้าง “สนามแม่เหล็กแบบพัลส์” ได้เท่านั้น และจำเป็นต้องสร้างเฟสต่าง ๆ ผ่านการแยกเฟสของตัวเก็บประจุหรือโครงสร้างแบบ Shaded-pole เพื่อสตาร์ท ซึ่งไม่เพียงแต่เพิ่มความซับซ้อนของวงจรเท่านั้น แต่ยังส่งผลให้แรงบิดสตาร์ทลดลงเหลือเพียง 1/3 ถึง 1/2 ของมอเตอร์สามเฟส ซึ่งไม่เป็นไปตามข้อกำหนดการสตาร์ทสำหรับโหลดหนักของอุปกรณ์อุตสาหกรรม

2. ข้อดีในด้านเสถียรภาพการทำงานและความหนาแน่นของพลังงาน

แรงบิดแม่เหล็กไฟฟ้าของมอเตอร์สามเฟสถูกขับเคลื่อนโดยกระแสสามเฟส นําไปสู่ความผันผวนของแรงบิดน้อยที่สุด (มีสัมประสิทธิความผันผวนโดยทั่วไป <5%). ดังนั้นการสั่นสะเทือนและการใช้งานของเสียงรบกวนของพวกเขาต่ำกว่ามอเตอร์เฟสเดียว (ซึ่งสัมประสิทธิความผันผวนของแรงบิดสามารถถึง 20% -30%) เป็นปัจจัยที่สําคัญสําหรับอุปกรณ์ประมวลผล ในขณะเดียวกัน สําหรับปริมาณเดียวกัน พลังงานที่กำหนดของมอเตอร์สามเฟสสามารถเป็น 3 ถึง 5 เท่าของมอเตอร์เฟสเดียว ตัวอย่างเช่น มอเตอร์สามเฟส 10 กิโลวัตต์มีปริมาณเทียบเท่าของมอเตอร์เฟสเดียว 3 กิโลวัตต์ ทําให้เหมาะสำหรับความต้องการ "ปริมาณเล็ก, พลังงานสูง" ของสถานการณ

3. ประสิทธิภาพการใช้พลังงานและความเข้ากันได้ของระบบไฟฟ้า

ในด้านประสิทธิภาพการใช้พลังงาน ค่าตัวประกอบกำลังของมอเตอร์สามเฟส (ปกติ 0.85-0.95) สูงกว่ามอเตอร์เฟสเดียว (0.6-0.75) มาก ภายใต้กำลังไฟฟ้าขาออกเดียวกัน มอเตอร์สามเฟสจะลดการสูญเสียพลังงานไฟฟ้าลง 20%-30% ซึ่งตรงตามข้อกำหนดการประหยัดพลังงานของอุตสาหกรรม ในด้านความสามารถในการปรับตัวเข้ากับระบบส่งไฟฟ้า ระบบไฟฟ้าอุตสาหกรรมโดยทั่วไปจะใช้ระบบจ่ายไฟฟ้าสามเฟส หากมอเตอร์เฟสเดียวทำงานด้วยกำลังไฟฟ้าสูงเป็นเวลานาน อาจทำให้เกิดความไม่สมดุลของโหลดสามเฟสและทำให้เกิดความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าในระบบส่งไฟฟ้าได้ง่าย ในทางตรงกันข้าม มอเตอร์สามเฟสสามารถกระจายโหลดได้อย่างสม่ำเสมอ ช่วยให้ระบบส่งไฟฟ้ามีเสถียรภาพ

4. ความแตกต่างในต้นทุนการบำรุงรักษาและอายุการใช้งาน

โครงสร้างขดลวดของมอเตอร์สามเฟสมีความสมมาตรมากกว่า มีการกระจายกระแสไฟฟ้าที่สม่ำเสมอและมีความเสี่ยงต่อการเกิดความร้อนสูงเกินไปในพื้นที่ต่ำ ส่งผลให้มีอายุการใช้งานเฉลี่ย 10-15 ปี สำหรับมอเตอร์เฟสเดียว การสลับขดลวดสตาร์ทและขดลวดเดินเครื่องบ่อยครั้งทำให้การสึกหรอจากการสัมผัสเกิดขึ้นได้ง่าย และส่วนประกอบที่เปราะบาง เช่น ตัวเก็บประจุ จำเป็นต้องเปลี่ยนใหม่เป็นประจำ ค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาต่อปีสูงกว่ามอเตอร์สามเฟสประมาณ 2-3 เท่า ส่งผลให้ประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจในระยะยาวต่ำ

โดยสรุปแล้ว ข้อได้เปรียบที่ครอบคลุมของมอเตอร์กระแสสลับสามเฟสในด้านประสิทธิภาพการสตาร์ท ความเสถียรในการทำงาน ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน และต้นทุนการบำรุงรักษา ทำให้มอเตอร์กระแสสลับสามเฟสเป็นตัวเลือกแรกในอุตสาหกรรม ในทางตรงกันข้าม มอเตอร์กระแสสลับเฟสเดียวซึ่งมีข้อจำกัดด้านกำลังไฟฟ้าและความเสถียรที่ไม่เพียงพอ เหมาะสมกว่าสำหรับการใช้งานพลเรือนที่ใช้พลังงานต่ำ เช่น พัดลมในครัวเรือนและปั๊มน้ำขนาดเล็ก

เรื่องก่อนหน้า

โหมดการกระตุ้นทั่วไปของมอเตอร์ DC มีอะไรบ้าง และคุณลักษณะด้านประสิทธิภาพของมอเตอร์ภายใต้โหมดการกระตุ้นที่แตกต่างกันคืออะไร

เรื่องถัดไป

ฉันจะรู้ได้อย่างไรว่ามอเตอร์ AC ของฉันเสีย?