Rotor och stator för en elektrisk motor: definition, typer, syfte

Förr eller senare hör en person som är intresserad av elektroteknik referenser till rotorn och statorn och ställer frågan: "Vad är det här och vad är skillnaden mellan dessa enheter?" Med enkla ord är rotorn och statorn två huvuddelar placerade i elmotorn (en enhet för att omvandla elektrisk energi till mekanisk). Utan dem skulle existensen av moderna motorer, och därför de flesta elektriska enheter baserade på dem, vara omöjlig. Statorn är en fast del av enheten, och rotorn är rörlig, de roterar i olika riktningar i förhållande till varandra. I den här artikeln kommer vi att analysera i detalj utformningen av dessa delar och deras funktionsprincip, så att läsarna av webbplatsen efter att ha läst artikeln Elektriker själv det finns inga fler frågor kvar i denna fråga.

Innehåll:

Vad är en rotor
Vad är en stator
Stator och rotor i asynkronmotorer
Ekorrburrotor
Fasrotor

Vad är en rotor

Rotorn, även ibland kallad ankare, är en rörlig, det vill säga en roterande del i en generator eller elmotorer, som vanligtvis används i hushålls- och industriutrustning.

Om vi betraktar rotorn på en DC-motor eller en universell kollektormotor, så består den av flera huvudenheter, nämligen:

Kärna. Den är gjord av många stämplade tunna metallplattor, isolerade från varandra. en speciell dielektrikum eller bara en oxidfilm som leder ström mycket sämre än ren metall. Kärnan hämtas från dem och är en "puff cake". Som ett resultat har elektronerna inte tid att accelerera på grund av metallens lilla tjocklek, och uppvärmningen av rotorn är mycket mindre, och effektiviteten hos hela enheten är högre på grund av minskningen av förluster. Detta designbeslut togs för att minska Foucault virvelströmmar, som oundvikligen uppstår under driften av motorn på grund av magnetiseringsomkastningen av kärnan. Samma metod för att hantera dem används i AC-transformatorer.
Lindningar. Koppartråd är speciellt lindad runt kärnan, belagd med lackisolering för att förhindra uppkomsten av kortslutna varv, vilket är oacceptabla. Hela lindningen är dessutom impregnerad med epoxiharts eller lack för att fixera lindningarna så att de inte skadas av vibrationer från rotation.
Rotorlindningarna kan anslutas till en kollektor - ett speciellt block med kontakter säkert fästa på axeln. Dessa kontakter kallas lameller, de är gjorda av koppar eller dess legering för bättre överföring av elektrisk ström. Borstar, vanligtvis gjorda av grafit, glider längs den, och vid rätt tidpunkt appliceras en elektrisk ström på lindningarna. Detta kallas glidande kontakt.
Själva axeln är en metallstång, i dess ändar finns säten för rullager, den kan ha gängor eller skåror, kilspår för att fästa kugghjul, remskivor eller andra delar som drivs elektrisk motor.
Ett fläkthjul är också placerat på axeln så att motorn kyler sig själv och inte behöver installera en extra anordning för att ta bort värme.

Det bör noteras att inte varje rotor har lindningar, som i huvudsak är en elektromagnet. Permanentmagneter kan användas istället, som i borstlösa DC-motorer. Och i en asynkronmotor med en ekorrburrotor finns det inga lindningar i vanlig form alls, istället för dem används ekorrburmetallstänger, men mer om det nedan.

Vad är en stator

Statorn är den stationära delen i motorn. Vanligtvis är den i linje med enhetens kropp och är en cylindrisk del. Den består också av många plattor för att minska uppvärmningen på grund av Foucault-strömmar, utan misslyckande lackerad. På ändarna finns säten för glid- eller rullningslager.

Strukturen kallas statorpaket och pressas in i enhetens gjutjärnshus. Inuti denna cylinder är spår bearbetade för lindningarna, som såväl som för rotorn är impregnerade speciella kompositioner så att värmen fördelas jämnare över hela enheten och lindningarna inte gnider mot varandra från vibrationer.

Statorlindningarna kan anslutas på olika sätt, beroende på syfte och typ av elektrisk maskin. För trefasmotorer är stjärn- och trekantanslutningstyper tillämpliga. De presenteras i diagrammet:

En speciell kopplingsdosa ("borno") tillhandahålls för att göra anslutningar på enhetens kropp. I den här lådan tas början och änden av tre lindningar fram och speciella kopplingsplintar av olika konstruktioner tillhandahålls, beroende på maskinens kraft och syfte.

Det finns allvarliga skillnader i driften av motorer med olika lindningsanslutningar. Till exempel, när den är ansluten till en stjärna, kommer motorn att starta mjukare, men det kommer inte att vara möjligt att utveckla maximal effekt. När den är ansluten till ett delta kommer elmotorn att leverera allt vridmoment som deklarerats av tillverkaren, men startströmmarna når i detta fall höga värden. Elnätet kanske helt enkelt inte är konstruerat för sådana belastningar. Att använda enheten i det här läget är fylld med uppvärmning av ledningarna, och på en svag plats (detta är lederna och kontakterna) kan tråden brinna ut och orsaka brand. Den största fördelen med asynkronmotorer är bekvämligheten med att ändra rotationsriktningen, du behöver bara byta anslutningspunkter för två lindningar.

Stator och rotor i asynkronmotorer

Trefasiga asynkronmotorer har sina egna egenskaper, rotorn och statorn i dem skiljer sig från de som används i andra typer av elmotorer. Till exempel kan en rotor ha två konstruktioner: ekorrbur och fas. Låt oss överväga de strukturella egenskaperna hos var och en av dem mer i detalj. Men låt oss först ta en snabb titt på hur en induktionsmotor fungerar.

Ett roterande magnetfält genereras i statorn. Den inducerar en inducerad ström på rotorn och sätter den därigenom i rörelse. Således försöker rotorn alltid "komma ikapp" det roterande magnetfältet.

Det är också nödvändigt att nämna en så viktig egenskap hos en induktionsmotor som rotorslipning. Detta fenomen består i skillnaden mellan rotorhastigheten och magnetfältet som genereras av statorn. Detta förklaras just av det faktum att strömmen induceras i rotorn endast när den rör sig i förhållande till magnetfältet. Och om hastigheterna var desamma, skulle denna rörelse helt enkelt inte inträffa. Som ett resultat försöker rotorn "komma ikapp" i hastighet med magnetfältet, och om detta händer, slutar strömmen i lindningarna att induceras och rotorn saktar ner. I detta ögonblick växer kraften som verkar på honom, han börjar accelerera igen. Så erhålls effekten av hastighetsstabilisering, för vilken dessa elmotorer är mycket efterfrågade.

Ekorrburrotor

Det är också en struktur som består av metallplattor som fungerar som en kärna. Men istället för en kopparlindning installeras stavar eller stavar där som inte berör varandra och som kortsluts med varandra av metallplattor i ändarna. I det här fallet är stängerna inte vinkelräta mot plattorna, utan är riktade i en vinkel. Detta görs för att minska pulseringen av magnetfältet och momentet. Således erhålls kortslutna svängar, härifrån och namnet.

Fasrotor

Huvudskillnaden mellan en fasrotor och en ekorrburrotor är närvaron av en trefaslindning, läggs i kärnans spår och ansluten i en speciell uppsamlare med tre ringar istället för lameller. Dessa lindningar är vanligtvis stjärnkopplade. Sådana elmotorer är mer mödosamma i produktionen på grund av komplexiteten i designen, men deras startströmmar är lägre än ekorrburmotorer, och de lämpar sig också bättre för justering.

Vi hoppas att du efter att ha läst den här artikeln inte längre har några frågor om vad rotorn och statorn på en elmotor är och vad deras funktionsprincip är. Slutligen rekommenderar vi att du tittar på en video där denna fråga tydligt beaktas:

Relaterat material: