В последнее время преимущества двигателей переменного тока ни у кого не вызывают сомнения.  Большинство пользователей имеют такое общее представление об электродвигателях:
«Двигатели постоянного тока сложные, требующие частого обслуживания, что делает их эксплуатацию дорогой; к тому же они имеют низкую степень защиты. Двигатели переменного тока (асинхронные двигатели) просты и надежны, не нуждаются в обслуживании, имеют более низкую цену, и кроме того более высокую степень защиты».  
                             
          Все это верно, но это  да′леко не ВСЁ, и «не совсем» отвечает действительности…
             
          Обслуживание двигателя

  • В настоящее время, в зависимости от сложности приложения, ресурс щеток двигателя постоянного тока составляет, примерно, 7000 … 12000 часов, благодаря современному коллекторному узлу, углеродистым щеткам и оптимизированному полю возбуждения. В зависимости от механических условий эксплуатации, интервал замены смазки в двигателях постоянного/переменного тока может быть соизмерим, а зачастую и меньше, чем ресурс щеток коллекторного двигателя.
          Степень защиты двигателя.  

  • Фактически все асинхронные двигатели (до 1400 кВт) имеют степень защиты IP 54, как стандарт, благодаря их простой и прочной конструкции. Для эксплуатации в зонах с повышенной опасностью, практически исключительно используются взрывозащищенные асинхронные двигатели.
Но так ли это важно для электропогрузчиков?
Как много производств, складов, грузов, где требуется такая степень защиты?
      
          Основным недостатком аналогового привода постоянного тока является низкая помехоустойчивость, сложность в настройке и нестабильность параметров. Оcновое преимущество —  возможность плавной регулировки частоты вращения.
 
       Приводы переменного тока — сами по себе просты и надежны НО — для создания регулируемых приводов переменного тока требуются более сложные системы управления и преобразователи.
 
       Традиционный привод постоянного тока (1-но и 4-х квадрантный) продолжает и будет продолжать  играть важную роль, особенно в тех приложениях, где нужно обеспечить высокодинамичные режимы с постоянным моментом вращения, жесткими требованиями по перегрузочной способности в широком диапазоне скоростей и рекуперацию энергии обратно в сеть. 
 
         
           

а) Должен быть обеспечен режим работы в 4-х квадрантах с рекуперацией?

б) Предполагается продолжительная работа на низкой скорости? 

в) Требуется меньшее выделение тепла преобразователем? 

г) Предполагаются частые динамичные разгоны и торможения? 

д) Требуется широкий диапазон скоростей при постоянной мощности (>1:1.5)? 

е) Устраивает степень защиты двигателя < IP54? Работа в незагрязненной среде? 

ж) Есть возможность обеспечения периодического обслуживания двигателя? 

з) Требуются компактные размеры и небольшая масса преобразователя и двигателя? 

 

          Чем на большее количество вопросов Вы ответили «Да», тем актуальнее  использование привода постоянного тока!
       
           И как это ни интересно, применение в электропогрузчиках в основном предполагает ответ ДА.
                         
     Ниже дан небольшой сравнительный анализ двигателей двух типов, по характеристикам важным в электропогрузчиках.
      
 
Привод постоянного тока Частотно-регулируемый привод (переменного тока)
                  
Механическая характеристика приводов
  •      Обычно используемая независимая вентиляция (прим. в 85 % регулируемых приводов до 250 kW) гарантирует хороший отвод тепла от ротора двигателя постоянного тока во всем диапазоне скоростей.
  •      Обычно используемая самовентиляция (прим. в 90 % регулируемых приводов до 250 kW) в стандартных асинхронных двигателях не является эффективной во всем диапазоне скоростей. На низких скоростях отвод тепла фактически не возможен.
  •      Типичные применения, требующие обеспечение постоянного момента в широком диапазоне скоростей
  •      Типичные применения с пониженным моментом на низкой скорости
                      
Сравнение рабочих характеристик двигателей
  • Двигатель постоянного тока выгоднее асинхронного при продолжительной работе на низких скоростях и для широкого диапазона скоростей при постоянной мощности.
  • В случае когда требуется очень широкий диапазон скоростей при постоянной мощности, традиционный режим работы с ослаблением поля двигателя постоянного тока с независимым возбуждением является особенно экономически эффективным. Это означает: широкий диапазон скоростей, при котором двигатель может выдавать максимальную мощность.
                  
 Коммутация
  •      В преобразователях постоянного тока есть только один контур преобразования энергии (AC → DC).
  •      В преобразователях частоты два контура преобразования энергии (AC → DC и DC → AC), т.е. потери мощности удваиваются по сравнению с приводами постоянного тока.
                           
Шум двигателя
  •      Ток двигателя является постоянным с наложенной переменной составляющей от мостового выпрямителя, поэтому проблем излучения шума в приводе постоянного тока не стоит.
  •      Излучение шума в частотно-регулируемых приводах сильно зависит от выбранной тактовой частоты в каждом конкретном случае.