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為什麽直流電機比交流電機具有更高的啟動扭矩?

2024-01-27科學

為什麽直流電機的啟動扭矩比交流電機大?

與 AC(交流)電機相比,DC(直流)電機通常具有更高的啟動扭矩。對於負載最初抵抗運動的套用(例如輸送機、破碎機和其他重型機械),電機的啟動扭矩至關重要。

在直流電機中,扭矩是由定子(勵磁繞組)和轉子(電樞繞組)產生的磁場交互作用產生的。電樞繞組中的電流方向由換向器控制,這確保產生扭矩的磁場相對於轉子始終處於相同方向。這種設計可以在電機的整個旋轉過程中產生平穩且一致的扭矩。

直流並勵電機的啟動轉矩由下式給出:

透過改變電樞電壓或使用額外的外部電阻器,可以輕松調整和控制直流電機的啟動扭矩。這種控制啟動扭矩的靈活性使得直流電機適合啟動時需要高扭矩的套用。

在需要高啟動扭矩和精確速度控制的套用中,首選直流電機,例如車輛、起重機、電梯、絞車、破碎機、數控和輸送系統、物料搬運/起重裝置、牽引控制等。

另一方面,交流電機,尤其是感應電機,依靠定子的旋轉磁場在轉子中感應出磁場。交流電機在啟動過程中,會出現短暫的轉子轉速與旋轉磁場不同步的情況,導致啟動時扭矩較低。這稱為「滑差」,它會影響交流電機的啟動扭矩。

交流異步馬達的啟動轉矩:

因此,交流電機,尤其是感應電機,與直流電機相比,啟動扭矩可能較低。然而,一些交流電機,例如同步電機,在特定條件下可以提供更高的啟動扭矩。

在需要低啟動扭矩和精確控制的套用中,優選使用交流電機,例如泵和壓縮機、風扇、洗衣機、冰箱、空調和吸塵器;暖通空調系統;起重機、電梯和自動扶梯;絞車;印刷和紡織機械;數控和輸送系統;物料搬運/起重裝置;牽重力控制等

雖然變頻驅動器 (VFD)等進步改善了交流電機的控制和效能,但直流電機在可控性和啟動扭矩方面仍然具有一定的優勢。控制直流電機電樞繞組中電流的方向和大小的能力可以實作精確的扭矩控制,使直流電機適合需要高啟動扭矩的套用。