Cos'è un rotore e uno statore in un motore elettrico
Cos'è un rotore?
Il rotore, a volte chiamato anche ancora, è una parte mobile, cioè una parte rotante in un generatore o motori elettrici, che sono universalmente utilizzati nelle apparecchiature domestiche e industriali.
Se consideriamo il rotore di un motore a corrente continua o un motore commutatore universale, allora è costituito da diversi componenti principali, vale a dire:
- Nucleo. È fatto di molte sottili lastre metalliche stampate isolate l'una dall'altra da uno speciale dielettrico o semplicemente da un film di ossido, che conduce la corrente molto peggio del metallo puro. Il nucleo è tratto da loro ed è una "torta a strati". Di conseguenza, gli elettroni non hanno il tempo di accelerare a causa del piccolo spessore del metallo e il riscaldamento del rotore è molto inferiore e l'efficienza dell'intero dispositivo è maggiore a causa della riduzione delle perdite. Questa decisione di progettazione è stata presa per ridurre Correnti parassite di Foucaultche si verificano inevitabilmente durante il funzionamento del motore a causa dell'inversione della magnetizzazione del nucleo. Lo stesso metodo per gestirli viene utilizzato anche nei trasformatori CA.
- Avvolgimenti. Intorno al nucleo in un modo speciale è avvolto un filo di rame rivestito con isolante di vernice per impedire la comparsa di curve in cortocircuito inaccettabili. L'intero avvolgimento è inoltre impregnato di resina epossidica o vernice per fissare gli avvolgimenti in modo che non vengano danneggiati dalle vibrazioni della rotazione.
- Gli avvolgimenti del rotore possono essere collegati al collettore - un'unità speciale con contatti, montata saldamente sull'albero. Questi contatti sono chiamati lamelle; sono realizzati in rame o sua lega per una migliore trasmissione della corrente elettrica. Le spazzole, solitamente in grafite, vi scivolano sopra e al momento giusto la corrente elettrica viene fornita agli avvolgimenti. Questo si chiama contatto scorrevole.
- L'albero stesso è un'asta di metallo, alle sue estremità ci sono sedi per cuscinetti volventi, può avere filettature o rientranze, scanalature per l'attacco di ingranaggi, pulegge o altre parti azionate da un motore elettrico.
- Una girante della ventola è inoltre posizionata sull'albero in modo che il motore si raffreddi e non debba installare un dispositivo aggiuntivo per la dissipazione del calore.
Vale la pena notare che non tutti i rotori hanno avvolgimenti, che, in sostanza, sono un elettromagnete. Invece, è possibile utilizzare magneti permanenti, come nei motori DC senza spazzole. Ma un motore asincrono con un rotore a gabbia di scoiattolo nella sua forma abituale non ha affatto avvolgimenti; invece, vengono utilizzate barre di metallo a gabbia di scoiattolo, ma ne parleremo più avanti.
Che cos'è uno statore?
Uno statore è una parte fissa in un motore elettrico. Di solito è combinato con il corpo del dispositivo ed è una parte cilindrica. Consiste anche in molte piastre per ridurre il riscaldamento a causa delle correnti di Foucault, verniciate a colpo sicuro. Alle estremità ci sono sedi per cuscinetti radenti o volventi.
Il design si chiama pacchetto statore; viene inserito nella custodia in ghisa del dispositivo. All'interno di questo cilindro, sono ricavate scanalature per gli avvolgimenti, che, così come per il rotore, sono impregnati di composti speciali in modo che il calore sia uniformemente distribuito in tutto il dispositivo e gli avvolgimenti non siano sfregati l'uno contro l'altro dalle vibrazioni.
Gli avvolgimenti dello statore possono essere collegati in diversi modi, a seconda dello scopo e del tipo di macchina elettrica. Per i motori trifase sono applicabili i tipi di collegamento a stella e triangolo. Sono presentati nel diagramma:
Per effettuare i collegamenti, una scatola di giunzione speciale ("boro") è fornita sulla custodia del dispositivo. Gli inizi e le estremità di tre avvolgimenti sono visualizzati in questo riquadro e vengono fornite speciali morsettiere di vari design, a seconda della potenza e dello scopo della macchina.
Vi sono serie differenze nel funzionamento dei motori con diverse connessioni degli avvolgimenti. Ad esempio, quando è collegato da una stella, il motore si avvierà senza problemi, ma non sarà possibile sviluppare la massima potenza. Quando è collegato da un triangolo, il motore elettrico emette tutta la coppia dichiarata dal produttore, ma le correnti di avviamento in questo caso raggiungono valori elevati. La rete elettrica potrebbe semplicemente non essere progettata per tali carichi. L'uso del dispositivo in questa modalità è irto di riscaldamento dei fili e in un punto debole (questi sono i punti di connessione e i connettori), il filo potrebbe bruciarsi e causare un incendio. Il vantaggio principale dei motori a induzione è la comodità nel cambiare la direzione della loro rotazione, è sufficiente scambiare la connessione di due avvolgimenti.
Statore e rotore nei motori a induzione
I motori asincroni trifase hanno le loro caratteristiche, il rotore e lo statore in essi differiscono da quelli utilizzati in altri tipi di motori elettrici. Ad esempio, un rotore può avere due design: gabbia di scoiattolo e fase. Considera le caratteristiche strutturali di ciascuna di esse in modo più dettagliato. Tuttavia, per cominciare, esaminiamo brevemente come funziona un motore asincrono.
Un campo magnetico rotante viene creato nello statore. Induce una corrente indotta sul rotore e quindi la mette in movimento. Pertanto, il rotore cerca sempre di "recuperare" il campo magnetico rotante.
È anche necessario menzionare una caratteristica così importante di un motore a induzione come lo scorrimento del rotore. Questo fenomeno risiede nella differenza tra le velocità del rotore e il campo magnetico creato dallo statore. Ciò è spiegato precisamente dal fatto che la corrente è indotta nel rotore solo quando si muove rispetto al campo magnetico. E se le velocità di rotazione fossero le stesse, allora questo movimento semplicemente non si sarebbe verificato. Di conseguenza, il rotore tenta di "raggiungere" il campo magnetico in rotazione e, in tal caso, la corrente negli avvolgimenti cessa di essere indotta e il rotore rallenta. In questo momento, la forza che agisce su di lui cresce, inizia ad accelerare di nuovo. E così si ottiene l'effetto della stabilizzazione della velocità di rotazione, per la quale questi motori elettrici sono molto richiesti.
Rotore a gabbia di scoiattolo
È anche una struttura costituita da piastre metalliche che svolgono la funzione di un nucleo. Tuttavia, al posto di un avvolgimento in rame, vengono installate aste o aste che non si toccano e sono cortocircuitate con piastre metalliche alle estremità. In questo caso, le aste non sono perpendicolari alle piastre, ma sono dirette ad angolo. Questo viene fatto per ridurre le pulsazioni del campo magnetico e del momento. Pertanto, si ottengono cortocircuiti e il nome deriva da qui.
Rotore di fase
La principale differenza tra un rotore di fase e uno in cortocircuito è la presenza di un avvolgimento trifase, disposto nelle scanalature del nucleo e collegato in un apposito collettore con tre anelli anziché tre lamelle. Questi avvolgimenti sono generalmente collegati da una "stella". Tali motori elettrici sono più laboriosi nella produzione a causa della complessità del design, tuttavia, le loro correnti di avviamento sono inferiori a quelle dei motori con un rotore a gabbia di scoiattolo e sono anche più suscettibili di regolazione.
Speriamo che dopo aver letto questo articolo non abbiate più domande su cosa siano un rotore e uno statore di un motore elettrico e quale sia il loro principio di funzionamento. Infine, ti consigliamo di guardare un video in cui questo problema è chiaramente considerato:
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