Rotor i stator elektromotora: definicija, vrste, namjena

Prije ili kasnije, osoba zainteresirana za elektrotehniku čuje spominjanje rotora i statora i postavlja pitanje: „Što je to i koja je razlika između ovih uređaja?" Jednostavnim riječima, rotor i stator su dva glavna dijela smještena u elektromotoru (uređaj za pretvaranje električne energije u mehanički). Bez njih bi postojanje suvremenih motora, a time i većine električnih uređaja baziranih na njima, bilo nemoguće. Stator je fiksni dio uređaja, a rotor je pomičan, okreću se u različitim smjerovima jedan u odnosu na drugi. U ovom članku ćemo detaljno analizirati dizajn ovih dijelova i njihov princip rada, tako da nakon čitanja članka čitatelji stranice Sam električar nema više pitanja o ovom pitanju.

Sadržaj:

Što je rotor
Što je stator
Stator i rotor u asinkronim motorima
Kavezni rotor
Fazni rotor

Što je rotor

Rotor, koji se ponekad naziva i sidro, je pokretni, odnosno rotirajući dio u generatoru ili elektromotorima, koji se obično koriste u kućanstvu i industrijskoj opremi.

Ako uzmemo u obzir rotor istosmjernog motora ili univerzalni kolektorski motor, tada se sastoji od nekoliko glavnih jedinica, i to:

Jezgra. Izrađena je od mnogih utisnutih tankih metalnih ploča, međusobno izoliranih. poseban dielektrik ili samo oksidni film koji provodi struju puno lošije od čistog metal. Od njih se skuplja jezgra i predstavlja "lisnati kolač". Kao rezultat toga, elektroni nemaju vremena za ubrzanje zbog male debljine metala, a zagrijavanje rotora je mnogo manje, a učinkovitost cijelog uređaja je veća zbog smanjenja gubitaka. Ova dizajnerska odluka donesena je za smanjenje Foucaultove vrtložne struje, koji neminovno nastaju tijekom rada motora zbog preokretanja magnetizacije jezgre. Isti način postupanja s njima koristi se u AC transformatorima.
Namotaji. Bakrena žica je posebno namotana oko jezgre, premazana izolacijom lakom kako bi se spriječila pojava kratkospojnih zavoja, što je neprihvatljivo. Cijeli namot je dodatno impregniran epoksidnom smolom ili lakom kako bi se namoti učvrstili tako da ne budu oštećeni vibracijama od rotacije.
Namoti rotora mogu se spojiti na kolektor - poseban blok s kontaktima koji su sigurno pričvršćeni na osovinu. Ti se kontakti nazivaju lamele, izrađeni su od bakra ili njegove legure radi boljeg prijenosa električne struje. Četke, obično izrađene od grafita, klize duž njega, a u pravo vrijeme na namote se dovodi električna struja. To se zove klizni kontakt.
Sama osovina je metalna šipka, na njenim krajevima su sjedišta za kotrljajuće ležajeve, može imati navoji ili zarezi, utori za ključeve za pričvršćivanje zupčanika, remenica ili drugih dijelova koji se pogone električni motor.
Na osovini se nalazi i rotor ventilatora kako bi se motor sam hladio i ne mora ugrađivati dodatni uređaj za odvođenje topline.

Vrijedi napomenuti da svaki rotor nema namote, koji su, u biti, elektromagnet. Umjesto njih mogu se koristiti trajni magneti, kao u DC motorima bez četkica. A u asinkronom motoru s kaveznim rotorom uopće nema namota u uobičajenom obliku, umjesto njih se koriste metalne šipke s kavezom, ali više o tome u nastavku.

Što je stator

Stator je stacionarni dio motora. Obično je poravnat s tijelom uređaja i cilindrični je dio. Također se sastoji od mnogih ploča za smanjenje zagrijavanja zbog Foucaultovih struja, bez greške lakirane. Na krajevima se nalaze sjedišta za obične ili kotrljajuće ležajeve.

Dizajn se naziva statorski paket i utisnut je u kućište uređaja od lijevanog željeza. Unutar ovog cilindra obrađeni su žljebovi za namote, koji su, kao i za rotor, impregnirani posebne kompozicije tako da se toplina ravnomjernije raspoređuje po uređaju, a namoti se ne trljaju jedan o drugi od vibracija.

Namoti statora mogu se spojiti na različite načine, ovisno o namjeni i vrsti električnog stroja. Za trofazne motore primjenjivi su tipovi spajanja zvijezda i trokut. Prikazani su na dijagramu:

Za spajanje na tijelu uređaja predviđena je posebna razvodna kutija ("borno"). U ovoj kutiji izvode se počeci i krajevi triju namota te su predviđeni posebni terminali različitih izvedbi, ovisno o snazi i namjeni stroja.

Postoje ozbiljne razlike u radu motora s različitim spojevima namota. Na primjer, kada je spojen sa zvjezdicom, motor će početi glatko, ali neće biti moguće razviti maksimalnu snagu. Kada je spojen na trokut, elektromotor će isporučiti sav zakretni moment koji je deklarirao proizvođač, ali početne struje u ovom slučaju dosežu visoke vrijednosti. Električna mreža možda jednostavno nije dizajnirana za takva opterećenja. Korištenje uređaja u ovom načinu rada prepuna je zagrijavanja žica, a na slabom mjestu (to su spojevi i priključci) žica može izgorjeti i uzrokovati požar. Glavna prednost asinkronih motora je praktičnost u promjeni smjera njihove rotacije, samo trebate zamijeniti spojne točke bilo koja dva namota.

Stator i rotor u asinkronim motorima

Trofazni asinkroni motori imaju svoje karakteristike, rotor i stator u njima se razlikuju od onih koji se koriste u drugim vrstama elektromotora. Na primjer, rotor može imati dva dizajna: kavez i fazu. Razmotrimo strukturne značajke svakog od njih detaljnije. Međutim, prvo, pogledajmo na brzinu kako radi indukcijski motor.

U statoru se stvara rotirajuće magnetsko polje. Inducira induciranu struju na rotoru i time ga pokreće. Dakle, rotor uvijek pokušava "sustići" rotirajuće magnetsko polje.

Također je potrebno spomenuti tako važnu značajku asinkronog motora kao što je klizanje rotora. Taj se fenomen sastoji u razlici između brzine rotora i magnetskog polja koje stvara stator. To se objašnjava upravo činjenicom da se struja inducira u rotoru samo kada se kreće u odnosu na magnetsko polje. A da su brzine iste, onda se ovo kretanje jednostavno ne bi dogodilo. Kao rezultat toga, rotor pokušava "sustići" brzinu s magnetskim poljem, a ako se to dogodi, tada se struja u namotima prestaje inducirati i rotor se usporava. U ovom trenutku sila koja djeluje na njega raste, on ponovno počinje ubrzavati. Tako se dobiva učinak stabilizacije brzine, za kojim su ovi elektromotori vrlo traženi.

Kavezni rotor

To je također struktura koja se sastoji od metalnih ploča koje služe kao jezgra. Međutim, umjesto bakrenog namota ugrađuju se šipke ili šipke koje se međusobno ne dodiruju i međusobno su kratko spojene metalnim pločama na krajevima. U ovom slučaju, šipke nisu okomite na ploče, već usmjerene pod kutom. To se radi kako bi se smanjila pulsacija magnetskog polja i momenta. Tako se dobivaju zavoji u kratkom spoju, odavde i naziv.

Fazni rotor

Glavna razlika između faznog rotora i rotora s kavezom je prisutnost trofaznog namota, položenog u utore jezgre i spojenog u poseban kolektor s tri prstena umjesto lamela. Ovi namoti su obično spojeni zvijezdom. Takvi elektromotori su zahtjevniji u proizvodnji zbog složenosti dizajna, ali njihova početne struje su niže nego kod kaveznih motora, a također se bolje podnose podešavanje.

Nadamo se da nakon čitanja ovog članka više nemate pitanja o tome što su rotor i stator elektromotora i koji je njihov princip rada. Konačno, preporučujemo da pogledate video u kojem se ovo pitanje jasno razmatra:

Povezani materijali: