Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!
Dříve nebo později, člověk, který se zajímá o elektrotechniku, slyší zmínku o rotoru a statoru a zeptá se: „Co to je a jaký je rozdíl mezi těmito zařízeními?“ Jednoducho řečeno, rotor a stator jsou dvě hlavní části umístěné v přeměny elektrické energie na mechanickou energii). Bez nich by existenci moderních motorů, a tedy i většiny elektrických zařízení na nich založených, bylo nemožné. Stator je pevná část zařízení a rotor je pohyblivý, otáčejí se proti sobě navzájem v opačných směrech. V tomto článku se budeme podrobně zabývat konstrukcí těchto částí a jejich principem fungování, takže čtenáři stránek již po přečtení článku nebudou mít na to otázky.Co je to rotor
Rotor, někdy nazývaný kotva, je pohyblivý, tj. Rotující díl v generátoru nebo elektromotorech, které se běžně používají v domácích a průmyslových zařízeních.
Pokud vezmeme v úvahu rotor stejnosměrného motoru nebo motor s univerzálním kolektorem, pak se skládá z několika hlavních komponent, a to:
- Jádro Je vyroben ze sady lisovaných tenkých kovových desek, které jsou od sebe izolovány speciálním dielektrikem nebo jen oxidovým filmem, který vede proud mnohem horší než čistý kov. Jádro se z nich získává a je to „vrstvený dort“. Jako výsledek, elektrony nemají čas zrychlit kvůli malé tloušťce kovu, a ohřívání rotoru je hodně méně, a účinnost celého zařízení je vyšší kvůli redukci ztrát. Toto konstrukční rozhodnutí bylo učiněno pro snížení Foucaultových vířivých proudů, které nevyhnutelně vznikají, když motor běží kvůli magnetickému obrácení jádra. Stejný způsob nakládání s nimi je používán v transformátorech střídavého proudu.
- Navíjení. Měděný drát, potažený lakovou izolací, je navinut speciálně kolem jádra, aby se zabránilo vzniku zkratovaných cívek, které jsou nepřijatelné. Celé vinutí je dodatečně impregnováno epoxidovou pryskyřicí nebo lakem pro upevnění vinutí, aby nedošlo k jejich poškození v důsledku vibrací způsobených rotací.
- Vinutí rotoru lze na kolektor - speciální jednotku s kontakty, bezpečně namontovat na hřídel. Tyto kontakty se nazývají lamely, jsou vyrobeny z mědi nebo její slitiny pro lepší přenos elektrického proudu. Štětce, obvykle vyrobené z grafitu, sklouznou po něm a na vinutí se v pravý okamžik aplikuje elektrický proud. Toto se nazývá posuvný kontakt.
- Samotný hřídel je kovová tyč, na jejích koncích jsou umístěna sedadla pro valivá ložiska, může mít závity nebo drážky, drážky pod klíčem pro montáž ozubených kol, kladek nebo jiných částí poháněných elektromotorem.
- Oběžné kolo ventilátoru je také umístěno na hřídeli, aby se motor ochladil a nebylo by nutné instalovat přídavné zařízení pro odvod tepla.
Je třeba poznamenat, že ne každý rotor má vinutí, které je v podstatě elektromagnetem. Místo toho lze použít permanentní magnety, jako u bezkartáčových stejnosměrných motorů. A pro asynchronní motor s rotorem s klecí v kleci není žádné známé navíjecí vinutí vůbec, místo toho jsou to kovové tyče s krátkým obvodem, ale více v tomto textu níže.
Co je to stator
Stator je pevnou součástí elektromotoru. Obvykle je kombinován s tělem zařízení a je to válcová část. To také sestává ze sady talířů redukovat teplo kvůli Foucault proudům, nutně lakovaný. Sedla pro kluzná nebo valivá ložiska jsou umístěna na koncích.
Konstrukce se nazývá statorová sada, je vtlačena do litinové skříně zařízení. Uvnitř tohoto válce jsou obrobeny drážky pod vinutími, které jsou podobně jako u rotoru impregnovány speciálními sloučeninami, takže teplo je rovnoměrně rozptýleno v celém zařízení a vinutí se neotírají o vibrace.
Vinutí statoru mohou být připojena různými způsoby v závislosti na účelu a typu elektrického stroje. Pro třífázové elektromotory platí typy připojení hvězda a trojúhelník. Jsou uvedeny v diagramu:
Pro provedení připojení na skříni zařízení je k dispozici speciální propojovací skříňka („Borno“). Začátek a konce tří vinutí jsou přivedeny do tohoto boxu a jsou k dispozici speciální svorkovnice různých provedení v závislosti na výkonu a účelu stroje.
Existují vážné rozdíly v provozu motorů s různými spoji vinutí. Například, když je připojena hvězda, motor se začne plynuleji, ale nebude možné vyvinout maximální výkon. Při zapojení trojúhelníkem vytvoří motor veškerý točivý moment udaný výrobcem, ale startovací proudy v tomto případě dosahují vysokých hodnot. Síťová mřížka nemůže být jednoduše určena pro taková zatížení. Používání přístroje v tomto režimu je spojeno s ohřevem vodičů a na slabém místě (to jsou spoje a konektory) může drát vyhořet a způsobit požár. Hlavní výhodou asynchronních motorů je pohodlí při změně směru jejich otáčení, stačí jen vyměnit připojovací body všech dvou vinutí.
Stator a rotor v asynchronních motorech
Třífázové asynchronní motory mají své vlastní charakteristiky, rotor a stator v nich se liší od rotorů používaných v jiných typech elektromotorů. Rotor může mít například dvě provedení: zkrat a fázi. Zvažte podrobněji strukturální rysy každého z nich. Začněme však stručně zkoumáním, jak funguje asynchronní motor.
Ve statoru se vytvoří rotující magnetické pole. To indukuje indukovaný proud na rotoru a tím ho nastavuje do pohybu. Rotor se tedy vždy snaží „dohnat“ rotujícím magnetickým polem.
Je také nutné zmínit takový důležitý znak asynchronního motoru, jak se rotor posouvá. Tento jev je rozdíl ve frekvenci rotace rotoru a magnetického pole generovaného statorem. To je vysvětleno tím, že proud je v rotoru indukován pouze tehdy, když se pohybuje vzhledem k magnetickému poli. A pokud by byly otáčky stejné, pak by se tento pohyb jednoduše nestačil. V důsledku toho se rotor pokouší „dohnat“ v otáčkách magnetické pole, a pokud k tomu dojde, proud ve vinutí přestává být indukován a rotor zpomaluje. V tomto okamžiku síla působící na něj roste, začíná znovu zrychlovat. Dosahuje se tak efekt stabilizace otáček, pro které jsou tyto elektromotory velmi žádané.
Rotor klece veverky
Je to také konstrukce sestávající z kovových desek, které plní funkci jádra. Namísto měděného vinutí jsou zde však umístěny tyče nebo tyče, které se navzájem nedotýkají a jsou na koncích zkráceny kovovými deskami. V tomto případě nejsou tyče kolmé k deskám, ale směřují pod úhlem. Toto je děláno redukovat vlnění magnetického pole a moment. Tímto způsobem jsou cívky zkratovány, a proto jméno.
Fázový rotor
Hlavním rozdílem mezi fázovým rotorem a zkratovým rotorem je přítomnost třífázového vinutí uloženého v drážkách jádra a připojeného ve speciálním kolektoru se třemi kruhy místo lamel. Tato vinutí jsou obvykle spojena "hvězdou". Takové elektromotory jsou z hlediska složitosti konstrukce náročnější na pracovní sílu, nicméně jejich počáteční proudy jsou nižší než u motorů s rotorem s klecí v kleci a jsou také lépe přizpůsobitelné.
Doufáme, že po přečtení tohoto článku už nebudete mít otázky o tom, co je rotor a stator elektromotoru a jaký je jejich princip činnosti. Nakonec doporučujeme sledovat video, ve kterém je tento problém jasně zvažován:
Materiály k tématu:
- Jaký je rozdíl mezi stejnosměrným a střídavým proudem?
- Co je elektrické pole
- Jak zvolit frekvenční měnič pro motor