Čo je rotor a stator v elektrickom motore
Čo je to rotor?
Rotor, niekedy nazývaný aj kotva, je pohyblivý, to znamená rotujúci diel v generátore alebo elektrické motory, ktoré sa všeobecne používajú v domácich a priemyselných zariadeniach.
Ak vezmeme do úvahy rotor jednosmerného motora alebo univerzálneho komutátorového motora, skladá sa z niekoľkých hlavných komponentov:
- Jadro. Je vyrobená z mnohých vylisovaných tenkých kovových dosiek, ktoré sú navzájom izolované špeciálnym dielektrikom alebo jednoducho oxidovým filmom, ktorý vedie prúd oveľa horšie ako čistý kov. Jadro sa z nich čerpá a je to „vrstvový koláč“. Výsledkom je, že elektróny nemajú čas na zrýchlenie v dôsledku malej hrúbky kovu a zahrievanie rotora je omnoho menšie a účinnosť celého zariadenia je vyššia v dôsledku zníženia strát. Toto konštrukčné rozhodnutie bolo prijaté na zníženie Foucaultské vírivé prúdyktoré sa nevyhnutne vyskytujú počas prevádzky motora v dôsledku zmeny magnetizácie jadra. Rovnaký spôsob ich riešenia sa používa aj pri striedavých transformátoroch.
- Vinutia. Okolo jadra sa špeciálnym spôsobom navíja medený drôt potiahnutý lakovou izoláciou, aby sa zabránilo vzniku skratov, ktoré sú neprijateľné. Celé vinutie je dodatočne impregnované epoxidovou živicou alebo lakom, aby sa vinutia upevnili tak, aby neboli poškodené vibráciami spôsobenými rotáciou.
- Vinutia rotora môžu byť spojené s kolektorom - špeciálna jednotka s kontaktmi, bezpečne namontovaná na hriadeľ. Tieto kontakty sa nazývajú lamely, sú vyrobené z medi alebo zliatiny pre lepší prenos elektrického prúdu. Kefy, obvykle vyrobené z grafitu, sa na ne posúvajú a v pravý okamih sa do vinutia privádza elektrický prúd. Toto sa nazýva posuvný kontakt.
- Samotný hriadeľ je kovová tyč, na jej koncoch sú sedadlá pre valivé ložiská, môže mať závity alebo vybrania, drážky pre kľúč na montáž ozubených kolies, remeníc alebo iných častí poháňaných elektromotorom.
- Na hriadeľ je tiež umiestnené obežné koleso ventilátora, takže sa motor chladí sám a nemusí inštalovať ďalšie zariadenie na odvádzanie tepla.
Je potrebné poznamenať, že nie každý rotor má vinutie, ktoré je v podstate elektromagnetom. Namiesto toho sa dajú použiť permanentné magnety, ako v jednosmerných jednosmerných motoroch. Ale asynchrónny motor s rotorom veveričkovej klietky nemá vo svojej obvyklej podobe vinutie vôbec, namiesto toho sa používajú kovové tyče s veveričkovou klietkou, ale viac ďalej.
Čo je to stator?
Stator je pevná časť elektromotora. Zvyčajne sa kombinuje s telom zariadenia a je valcovou časťou. Skladá sa tiež z mnohých dosiek na zníženie zahrievania v dôsledku prúdov Foucault, bez toho, aby došlo k neúspešnému lakovaniu. Na koncoch sú sedadlá pre klzné alebo valivé ložiská.
Konštrukcia sa nazýva statorové balenie, je vtlačené do liatinového puzdra zariadenia. Vo vnútri tohto valca sú vytvorené drážky pre vinutia, ktoré sú rovnako ako pre rotor impregnované špeciálnymi látkami, takže teplo je rovnomerne distribuované v celom zariadení a vinutia nie sú otriasané o seba vibráciou.
Vinutia statora môžu byť spojené rôznymi spôsobmi, v závislosti od účelu a typu elektrického stroja. Pre trojfázové motory sú použiteľné typy hviezdicového a trojuholníkového pripojenia. Sú uvedené v diagrame:
Na pripojenie zariadenia je na puzdre zariadenia umiestnená špeciálna prepojovacia skrinka („bór“). Začiatok a koniec troch vinutí sa privedú do tejto skrinky a poskytujú sa špeciálne svorkovnice rôznych prevedení, v závislosti od výkonu a účelu stroja.
Existujú vážne rozdiely v prevádzke motorov s rôznymi pripojeniami vinutí. Napríklad, keď je pripojený hviezda, motor naštartuje hladko, ale nebude možné vyvinúť maximálny výkon. Keď je pripojený pomocou trojuholníka, elektromotor vydá všetok krútiaci moment deklarovaný výrobcom, ale počiatočné prúdy v tomto prípade dosahujú vysoké hodnoty. Napájacia mriežka jednoducho nemôže byť navrhnutá pre takéto zaťaženie. Používanie zariadenia v tomto režime je plné zahrievania vodičov a na slabom mieste (jedná sa o pripájacie body a konektory) môže drôt vyhorieť a spôsobiť požiar. Hlavnou výhodou indukčných motorov je pohodlie pri zmene smeru ich otáčania, stačí vymeniť spojenie ľubovoľných dvoch vinutí.
Stator a rotor v indukčných motoroch
Trojfázové asynchrónne motory majú svoje vlastné charakteristiky, rotor a stator sa v nich líšia od tých, ktoré sa používajú v iných typoch elektrických motorov. Napríklad rotor môže mať dve konštrukcie: veveričková klietka a fáza. Podrobnejšie zvážte štrukturálne vlastnosti každej z nich. Pre začiatočníkov sa však krátko pozrieme, ako asynchrónny motor funguje.
V statore sa vytvorí rotujúce magnetické pole. Indukuje indukovaný prúd na rotore a tým ho uvedie do pohybu. Rotor sa teda vždy snaží „dobehnúť“ rotujúce magnetické pole.
Je tiež potrebné spomenúť taký dôležitý znak indukčného motora, ako je kĺzanie rotora. Tento jav spočíva v rozdiele medzi rýchlosťami rotora a magnetickým poľom vytvoreným statorom. To sa presne vysvetľuje skutočnosťou, že prúd sa indukuje v rotore iba vtedy, keď sa pohybuje vzhľadom na magnetické pole. Keby boli otáčky rovnaké, potom by tento pohyb jednoducho nenastal. V dôsledku toho sa rotor pokúša „dobehnúť“ magnetické pole v rotácii a ak k tomu dôjde, prúd vo vinutiach prestane byť indukovaný a rotor sa spomaľuje. V tomto momente sila, ktorá na neho pôsobí, rastie a znova sa zrýchľuje. Takto sa dosiahne účinok stabilizácie rýchlosti otáčania, o ktorú sú tieto elektromotory veľmi žiadané.
Rotor veveričkovej klietky
Je to tiež štruktúra pozostávajúca z kovových dosiek, ktoré vykonávajú funkciu jadra. Namiesto medeného vinutia sú však tu nainštalované tyče alebo tyče, ktoré sa navzájom nedotýkajú a sú na koncoch skratované kovovými doskami. V tomto prípade tyče nie sú kolmé na dosky, ale sú nasmerované pod uhlom. Toto sa vykonáva na zníženie pulzácií magnetického poľa a momentu. Takto sa získajú skraty a názov pochádza odtiaľto.
Fázový rotor
Hlavným rozdielom medzi fázovým rotorom a skratom je prítomnosť trojfázového vinutia uloženého v drážkach jadra a pripojeného v špeciálnom kolektore s tromi krúžkami namiesto lamel. Tieto vinutia sú obvykle spojené „hviezdou“. Takéto elektrické motory sú vo výrobe náročnejšie na prácu z dôvodu zložitosti konštrukcie, avšak ich počiatočné prúdy sú nižšie ako prúdy motorov s rotorom s veveričkovou klietkou a sú tiež prispôsobiteľnejšie.
Dúfame, že po prečítaní tohto článku už nebudete mať otázky o tom, čo sú rotor a stator elektromotora a aký je ich princíp činnosti. Nakoniec vám odporúčame pozerať video, v ktorom je tento problém jasne zvážený:
Súvisiace materiály:
Načítava...
