Rotor a stator elektromotora: definícia, typy, účel

Skôr či neskôr si záujemca o elektrotechniku vypočuje odkazy na rotor a stator a položí si otázku: „Čo je to a aký je medzi nimi rozdiel? zariadenia?" Jednoducho povedané, rotor a stator sú dve hlavné časti umiestnené v elektrickom motore (zariadení na premenu elektrickej energie na mechanický). Bez nich by existencia moderných motorov, a teda väčšiny elektrických zariadení na nich založených, bola nemožná. Stator je pevnou súčasťou zariadenia a rotor je pohyblivý, otáčajú sa navzájom v rôznych smeroch. V tomto článku podrobne rozoberieme dizajn týchto častí a ich princíp fungovania, aby po prečítaní článku čitatelia stránky Sám elektrikár v tejto veci už nezostali žiadne otázky.

Obsah:

Čo je rotor
Čo je stator
Stator a rotor v asynchrónnych motoroch
Rotor vo veveričke
Fázový rotor

Čo je rotor

Rotor, niekedy nazývaný aj kotva, je pohyblivá, teda rotujúca časť v generátore alebo elektromotoroch, ktoré sa bežne používajú v domácich a priemyselných zariadeniach.

Ak vezmeme do úvahy rotor jednosmerného motora alebo univerzálneho kolektorového motora, potom pozostáva z niekoľkých hlavných jednotiek, a to:

Core. Je vyrobený z mnohých lisovaných tenkých kovových dosiek, ktoré sú navzájom izolované. špeciálne dielektrikum alebo len oxidový film, ktorý vedie prúd oveľa horšie ako čistý kov. Z nich sa zbiera jadro a je z neho "puff cake". Výsledkom je, že elektróny nemajú čas na zrýchlenie kvôli malej hrúbke kovu a zahrievanie rotora je oveľa menšie a účinnosť celého zariadenia je vyššia vďaka zníženiu strát. Toto konštrukčné rozhodnutie bolo prijaté na zníženie Foucaultove vírivé prúdy, ktoré nevyhnutne vznikajú pri chode motora v dôsledku obrátenia magnetizácie jadra. Rovnaký spôsob ich riešenia sa používa v striedavých transformátoroch.
Vinutia. Medený drôt je špeciálne navinutý okolo jadra, potiahnutý lakovou izoláciou, aby sa zabránilo vzniku skratových závitov, ktoré sú neprijateľné. Celé vinutie je dodatočne impregnované epoxidovou živicou alebo lakom na fixáciu vinutí, aby nedošlo k ich poškodeniu vibráciami od rotácie.
Vinutia rotora môžu byť pripojené ku kolektoru - špeciálnemu bloku s kontaktmi bezpečne pripevnenými k hriadeľu. Tieto kontakty sa nazývajú lamely, sú vyrobené z medi alebo jej zliatiny pre lepší prenos elektrického prúdu. Štetce, zvyčajne vyrobené z grafitu, sa po nej posúvajú a v správnom čase sa na vinutia aplikuje elektrický prúd. Toto sa nazýva posuvný kontakt.
Samotný hriadeľ je kovová tyč, na jej koncoch sú sedlá pre valivé ložiská, môže mať závity alebo zárezy, drážky pre kľúče na pripevnenie ozubených kolies, remenice alebo iných častí, ktoré sú poháňané elektrický motor.
Na hriadeli je umiestnené aj obežné koleso ventilátora, aby sa motor sám chladil a nemuselo sa inštalovať prídavné zariadenie na odvod tepla.

Stojí za zmienku, že nie každý rotor má vinutia, ktoré sú v podstate elektromagnetom. Namiesto toho je možné použiť permanentné magnety, ako v bezkomutátorových jednosmerných motoroch. A v asynchrónnom motore s rotorom vo veveričke nie sú vôbec žiadne vinutia v bežnej forme, namiesto nich sa používajú kovové tyče vo veveričke, ale viac o tom nižšie.

Čo je stator

Stator je stacionárna časť motora. Zvyčajne je zarovnaný s telom zariadenia a je to valcová časť. Skladá sa tiež z mnohých dosiek na zníženie zahrievania v dôsledku Foucaultových prúdov, bez problémov lakovaných. Na koncoch sú sedlá pre klzné alebo valivé ložiská.

Konštrukcia sa nazýva statorový balík a je vtlačená do liatinového krytu zariadenia. Vo vnútri tohto valca sú opracované drážky pre vinutia, ktoré sú rovnako ako rotor impregnované špeciálne kompozície, aby sa teplo rovnomernejšie rozložilo po celom zariadení a vinutia sa o seba neodierali z vibrácií.

Vinutia statora môžu byť pripojené rôznymi spôsobmi, v závislosti od účelu a typu elektrického stroja. Pre trojfázové motory sú použiteľné typy zapojenia do hviezdy a trojuholníka. Sú znázornené na diagrame:

Na vytváranie spojení na tele zariadenia je k dispozícii špeciálna spojovacia skrinka („borno“). V tejto krabici sú vyvedené začiatky a konce troch vinutí a sú k dispozícii špeciálne svorkovnice rôznych dizajnov v závislosti od výkonu a účelu stroja.

Existujú vážne rozdiely v prevádzke motorov s rôznymi pripojeniami vinutia. Napríklad pri spojení s hviezdou sa motor rozbehne hladšie, no nebude možné vyvinúť maximálny výkon. Pri zapojení do trojuholníka dodá elektromotor všetok krútiaci moment deklarovaný výrobcom, no štartovacie prúdy v tomto prípade dosahujú vysoké hodnoty. Elektrická sieť jednoducho nemusí byť navrhnutá pre takéto zaťaženie. Používanie zariadenia v tomto režime je plné zahrievania drôtov a na slabom mieste (sú to spoje a konektory) môže drôt vyhorieť a spôsobiť požiar. Hlavnou výhodou asynchrónnych motorov je pohodlie pri zmene smeru ich otáčania, stačí len zameniť spojovacie body ľubovoľných dvoch vinutí.

Stator a rotor v asynchrónnych motoroch

Trojfázové asynchrónne motory majú svoje vlastné charakteristiky, rotor a stator v nich sa líšia od tých, ktoré sa používajú v iných typoch elektromotorov. Napríklad rotor môže mať dve konštrukcie: klietka vo veveričke a fáza. Pozrime sa podrobnejšie na štrukturálne vlastnosti každého z nich. Najprv sa však stručne pozrime na to, ako funguje indukčný motor.

V statore sa vytvára rotujúce magnetické pole. Indukuje indukovaný prúd na rotore a tým ho uvádza do pohybu. Rotor sa teda vždy snaží „dohnať“ rotujúce magnetické pole.

Je potrebné spomenúť aj takú dôležitú vlastnosť indukčného motora, ako je sklz rotora. Tento jav spočíva v rozdiele medzi rýchlosťou rotora a magnetickým poľom generovaným statorom. To sa vysvetľuje práve tým, že prúd sa v rotore indukuje len vtedy, keď sa pohybuje vzhľadom na magnetické pole. A ak by boli rýchlosti otáčania rovnaké, potom by tento pohyb jednoducho nenastal. V dôsledku toho sa rotor snaží "dohnať" rýchlosť magnetického poľa a ak sa tak stane, prúd vo vinutí sa prestane indukovať a rotor sa spomalí. V tomto momente sila pôsobiaca na neho rastie, začína opäť zrýchľovať. Takto sa získa efekt stabilizácie otáčok, pre ktorý sú tieto elektromotory veľmi žiadané.

Rotor vo veveričke

Je to tiež konštrukcia pozostávajúca z kovových dosiek, ktoré slúžia ako jadro. Avšak namiesto medeného vinutia sú inštalované tyče alebo tyče, ktoré sa navzájom nedotýkajú a sú navzájom skratované kovovými platňami na koncoch. V tomto prípade tyče nie sú kolmé na dosky, ale smerujú pod uhlom. Toto sa robí na zníženie pulzácie magnetického poľa a momentu. Takto sa získajú skratované zákruty, odtiaľ a názov.

Fázový rotor

Hlavným rozdielom medzi fázovým rotorom a rotorom vo veveričke je prítomnosť trojfázového vinutia, uloženého v drážkach jadra a spojeného v špeciálnom kolektore s tromi krúžkami namiesto lamiel. Tieto vinutia sú zvyčajne zapojené do hviezdy. Takéto elektromotory sú pracnejšie vo výrobe kvôli zložitosti konštrukcie, ale ich štartovacie prúdy sú nižšie ako pri motoroch s klietkou vo veveričke a sú tiež vhodnejšie úprava.

Dúfame, že po prečítaní tohto článku už nemáte žiadne otázky o tom, čo je rotor a stator elektromotora a aký je ich princíp činnosti. Na záver vám odporúčame pozrieť si video, v ktorom je tento problém jasne zvážený:

Súvisiace materiály: