Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!
Рано или късно, човек, който се интересува от електротехника, чува споменаването на ротора и статора и задава въпроса: "Какво е това и каква е разликата между тези устройства?" С прости думи, роторът и статорът са две основни части, разположени в електродвигателя (устройство преобразуване на електрическата енергия в механична енергия). Без тях съществуването на съвременни двигатели и следователно повечето електрически уреди, базирани на тях, би било невъзможно. Статорът е неподвижна част от устройството и роторът е подвижен, те се въртят в противоположни посоки един спрямо друг. В тази статия ще разгледаме подробно конструкцията на тези части и техния принцип на действие, така че след като прочетете статията, читателите на сайта вече нямат въпроси за това.Какво е ротор
Роторът, наричан понякога котвата, е подвижен, т.е. въртящ се елемент в генератор или електрически двигатели, които обикновено се използват в домакинските и промишлените уреди.
Ако разгледаме ротора на DC двигател или универсален колекторен двигател, то той се състои от няколко основни компонента, а именно:
- Ядро. Изработена е от комплект от щамповани тънки метални плочи, изолирани един от друг чрез специален диелектрик или просто оксиден филм, който провежда ток много по-лош от чист метал. Ядрото се набира от тях и е „слой торта“. В резултат на това електроните нямат време за ускоряване поради малката дебелина на метала, а нагряването на ротора е много по-малко, а ефективността на цялото устройство е по-висока поради намаляването на загубите. Това дизайнерско решение е направено за намаляване на вихровите токове на Фуко, които неизбежно възникват, когато двигателят работи поради магнитното обръщане на сърцевината. Същият метод за справяне с тях се използва в трансформаторите за променлив ток.
- Прекратяване. Медната тел, покрита с лакова изолация, се навива по специален начин около сърцевината, за да се предотврати появата на късо съединение, които са неприемливи. Цялата намотка е допълнително импрегнирана с епоксидна смола или лак за фиксиране на намотките, така че те да не бъдат повредени от вибрации, дължащи се на въртене.
- Намотките на ротора могат да бъдат свързани към колектора - специално устройство с контакти, сигурно монтирани на вала. Тези контакти се наричат ламели, те са направени от мед или неговата сплав за по-добър трансфер на електрически ток. Четките, обикновено изработени от графит, се плъзгат по него и в подходящия момент към намотките се прилага електрически ток. Това се нарича плъзгащ контакт.
- Самият вал е метален прът, на краищата му са разположени седалките за търкалящи лагери, могат да бъдат с резба или канали, канали под ключа за монтиране на зъбни колела, ролки или други части, задвижвани от електрически двигател.
- Върху вала също се поставя вентилаторно колело, така че двигателят се охлажда и не е необходимо да се инсталира допълнително устройство за разсейване на топлината.
Трябва да се отбележи, че не всеки ротор има намотка, която по същество е електромагнит. Вместо това могат да се използват постоянни магнити, както при безщеточни двигатели. А за асинхронен двигател с ротор с катерица, няма никаква навита намотка, а са метални пръти с късо съединение, но по-долу.
Какво е статор
Статорът е неподвижна част в електрически мотор. Обикновено се комбинира с тялото на устройството и е цилиндрична част. Той също така се състои от набор от плочи за намаляване на топлината, дължаща се на токовете на Фуко, непременно лакирани. Седалките за плъзгащи или търкалящи лагери са разположени в краищата.
Дизайнът се нарича статорна опаковка, тя се притиска в корпуса на чугуна на устройството. Вътре в този цилиндър се обработват канали под намотките, които, както и за ротора, се импрегнират със специални съединения, така че топлината се разпределя равномерно в устройството и намотките не се търкаят един спрямо друг от вибрации.
Намотките на статора могат да бъдат свързани по различни начини в зависимост от предназначението и вида на електрическата машина. За трифазни електродвигатели са приложими звездните и делта връзките. Те са представени на диаграмата:
За осъществяване на връзките на кутията на устройството е предвидена специална разклонителна кутия (“Borno”). Началото и краищата на трите намотки се въвеждат в тази кутия и се осигуряват специални клемни блокове с различни конструкции, в зависимост от мощността и предназначението на машината.
Има сериозни различия в работата на двигателите с различни връзки на намотките. Например, когато звездата е свързана, двигателят ще започне по-гладка, но няма да е възможно да се развие максималната мощност. Когато е свързан с триъгълник, двигателят ще произведе целия въртящ момент, деклариран от производителя, но стартовите токове в този случай достигат високи стойности. Електрическата мрежа може просто да не бъде проектирана за такива товари. Използването на устройството в този режим е изпълнено с нагряване на кабели, а в слабо място (това са връзки и съединители) тел може да изгори и да предизвика пожар. Основното предимство на асинхронните двигатели е удобството при промяна на посоката на въртене, просто трябва да смените точките на свързване на всякакви две намотки.
Статор и ротор в асинхронни двигатели
Трифазните асинхронни двигатели имат свои собствени характеристики, роторът и статорът в тях са различни от използваните в други видове електродвигатели. Например, роторът може да има две конструкции: късо съединение и фаза. Разгледайте структурните особености на всеки един от тях по-подробно. Да започнем с това, нека да разгледаме накратко как работи асинхронният двигател.
В статора се създава въртящо се магнитно поле. Той индуцира индуциран ток върху ротора и по този начин го привежда в движение. Така роторът винаги се опитва да „настигне” въртящото се магнитно поле.
Също така е необходимо да се спомене такава важна характеристика на асинхронния двигател, когато роторът се плъзга. Това явление е разликата в честотата на въртене на ротора и магнитното поле, генерирано от статора. Това се обяснява с факта, че токът се индуцира в ротора само когато се движи спрямо магнитното поле. И ако скоростите на въртене са едни и същи, то това движение просто няма да се случи. В резултат на това роторът се опитва да „настигне” в обороти магнитно поле, и ако това се случи, токът в намотките престава да се индуцира и роторът се забавя. В този момент силата, действаща върху него, расте, той отново започва да се ускорява. Така се постига ефектът на стабилизиране на скоростта на въртене, за който тези електродвигатели са много търсени.
Ротор с катеричка
Също така е структура, състояща се от метални пластини, които изпълняват функцията на ядро. Въпреки това, вместо медна намотка, там са монтирани пръчки или пръти, които не се допират и са късо свързани помежду си с метални пластини върху краищата. В този случай прътите не са перпендикулярни на плочите, а са насочени под ъгъл. Това се прави, за да се намали пулсацията на магнитното поле и момента. По този начин намотките са късо свързани, откъдето идва и името.
Фазов ротор
Основната разлика между фазовия ротор и късото съединение е наличието на трифазна намотка, поставена в жлебовете на ядрото и свързана в специален колектор с три пръстена вместо с ламели. Тези намотки обикновено са свързани с "звезда". Такива електрически двигатели са по-трудоемки в производството поради сложността на конструкцията, но техните стартови токове са по-ниски от тези на двигателите с ротор с катерици и са по-податливи на регулиране.
Надяваме се, че след като прочетете тази статия, вече нямате въпроси за това, което са роторът и статорът на електродвигателя и какъв е принципът им на работа. И накрая, препоръчваме ви да гледате видеоклипа, в който този въпрос е ясно разглеждан:
Материали по темата:
- Каква е разликата между постоянен ток и променлив ток?
- Какво е електрическо поле
- Как да изберем честотен конвертор за двигателя