Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!
Skôr alebo neskôr, osoba, ktorá sa zaujíma o elektrotechniku, počuje zmienku o rotore a statore, a pýta sa: „Čo je to a aký je rozdiel medzi týmito zariadeniami?“ Jednoducho povedané, rotor a stator sú dve hlavné časti umiestnené v elektromotore (zariadenie premeny elektrickej energie na mechanickú energiu). Bez nich by existencia moderných motorov, a teda väčšina elektrických zariadení na nich založených, nebola možná. Stator je pevnou časťou zariadenia a rotor je pohyblivý, otáčajú sa proti sebe navzájom v opačných smeroch. V tomto článku budeme podrobne skúmať konštrukciu týchto častí a ich princíp fungovania tak, aby po prečítaní článku čitatelia stránok už o tom nemali otázky.Čo je to rotor
Rotor, niekedy nazývaný kotva, je pohyblivý, to znamená rotujúci diel v generátore alebo elektromotoroch, ktoré sa bežne používajú v domácich a priemyselných zariadeniach.
Ak vezmeme do úvahy rotor jednosmerného motora alebo motor univerzálneho zberača, potom sa skladá z niekoľkých hlavných komponentov, a to:
- Jadro. Je vyrobená zo sady vyrazených tenkých kovových dosiek, ktoré sú od seba izolované špeciálnym dielektrikom alebo len oxidovým filmom, ktorý vedie prúd oveľa horšie ako čistý kov. Jadro sa z nich prijíma a je to „vrstvový koláč“. V dôsledku toho elektróny nemajú čas na zrýchlenie kvôli malej hrúbke kovu a ohrev rotora je omnoho menší a účinnosť celého zariadenia je vyššia v dôsledku zníženia strát. Toto konštrukčné rozhodnutie sa uskutočnilo s cieľom znížiť Foucaultove vírivé prúdy, ktoré nevyhnutne vznikajú pri chode motora v dôsledku magnetického obrátenia jadra. Rovnaký spôsob zaobchádzania s nimi sa používa v transformátoroch striedavého prúdu.
- Vinutia. Medený drôt, potiahnutý lakovou izoláciou, je navinutý špeciálnym spôsobom okolo jadra, aby sa zabránilo vzniku skratovaných cievok, ktoré sú neprijateľné. Celé vinutie je dodatočne impregnované epoxidovou živicou alebo lakom na upevnenie vinutí tak, aby neboli poškodené v dôsledku vibrácií spôsobených rotáciou.
- Vinutia rotora môžu byť pripojené ku kolektoru - špeciálnej jednotke s kontaktmi, bezpečne upevnenej na hriadeli. Tieto kontakty sa nazývajú lamely, sú vyrobené z medi alebo jej zliatiny pre lepší prenos elektrického prúdu. Kefy, zvyčajne vyrobené z grafitu, posúvajú sa pozdĺž neho a na vinutia sa v správnom okamihu aplikuje elektrický prúd. Toto sa nazýva posuvný kontakt.
- Samotný hriadeľ je kovová tyč, na jej koncoch sú umiestnené sedlá pre valivé ložiská, môže mať závity alebo drážky, drážky pod kľúčom na montáž ozubených kolies, remeníc alebo iných častí poháňaných elektromotorom.
- Na hriadeli je tiež umiestnené obežné koleso ventilátora, aby sa motor ochladil a nebolo by potrebné inštalovať prídavné zariadenie na odvádzanie tepla.
Treba poznamenať, že nie každý rotor má vinutie, ktoré je v podstate elektromagnetom. Namiesto toho sa môžu použiť permanentné magnety, ako napríklad bezkartáčové jednosmerné motory. A pre asynchrónny motor s rotorom vačkovej klietky nie je známe žiadne vinutie vinutia, namiesto toho sú to kovové tyče s krátkym spojením, ale viac v tomto texte nižšie.
Čo je stator
Stator je pevnou súčasťou elektromotora. Zvyčajne sa kombinuje s telesom zariadenia a je to valcová časť. Tiež sa skladá zo sady dosiek na zníženie tepla v dôsledku Foucaultových prúdov, nevyhnutne lakovaných. Na koncoch sa nachádzajú sedadlá pre klzné alebo valivé ložiská.
Konštrukcia sa nazýva statorový obal, zatlačí sa do liatinového krytu zariadenia. Vo vnútri tohto valca sú obrábané drážky pod vinutiami, ktoré sú rovnako ako rotor rotované špeciálnymi zlúčeninami tak, že teplo je rovnomerne rozložené v celom zariadení a vinutia sa neotierajú o vibrácie.
Vinutia statora môžu byť zapojené rôznymi spôsobmi v závislosti od účelu a typu elektrického stroja. Pre trojfázové elektromotory platia typy zapojenia hviezd a delta. Sú uvedené v diagrame:
Na vykonanie pripojenia na skrinke zariadenia je k dispozícii špeciálna rozvodná skrinka („Borno“). Začiatok a konce týchto troch vinutí sa privádzajú do tejto skrinky a sú dodávané špeciálne svorkovnice rôznych prevedení v závislosti od výkonu a účelu stroja.
Existujú vážne rozdiely v prevádzke motorov s rôznymi prípojkami vinutí. Napríklad, keď je pripojená hviezda, motor sa začne plynulejšie, avšak nebude možné vyvinúť maximálny výkon. Pri pripojení trojuholníkom bude motor produkovať všetok krútiaci moment deklarovaný výrobcom, ale štartovacie prúdy v tomto prípade dosahujú vysoké hodnoty. Sieťová mriežka jednoducho nemôže byť navrhnutá pre takéto zaťaženia. Použitie zariadenia v tomto režime je spojené s ohrevom vodičov a na slabom mieste (to sú pripojenia a konektory) môže kábel vyhorieť a spôsobiť požiar. Hlavnou výhodou asynchrónnych motorov je pohodlie pri zmene smeru ich otáčania, stačí vymeniť body pripojenia všetkých dvoch vinutí.
Stator a rotor v asynchrónnych motoroch
Trojfázové asynchrónne motory majú svoje vlastné charakteristiky, rotor a stator v nich sú odlišné od tých, ktoré sa používajú v iných typoch elektromotorov. Rotor môže mať napríklad dve konštrukcie: skrat a fázu. Zvážte štrukturálne vlastnosti každého z nich podrobnejšie. Ak však chcete začať, poďme sa stručne pozrieť na to, ako funguje asynchrónny motor.
V statore sa vytvára rotujúce magnetické pole. Indukuje indukovaný prúd na rotore a tým ho uvedie do pohybu. Rotor sa preto vždy snaží „dohnať“ s rotujúcim magnetickým poľom.
Je tiež potrebné spomenúť takú dôležitú vlastnosť asynchrónneho motora, keď sa rotor posúva. Tento jav je rozdiel vo frekvencii otáčania rotora a magnetického poľa generovaného statorom. To je vysvetlené skutočnosťou, že prúd je indukovaný v rotore len vtedy, keď sa pohybuje vzhľadom na magnetické pole. A ak by boli otáčky rovnaké, potom by sa tento pohyb jednoducho nestal. Výsledkom je, že rotor sa pokúša „dohnať“ v otáčkach magnetické pole, a ak k tomu dôjde, prúd vo vinutiach prestane byť indukovaný a rotor sa spomaľuje. V tomto okamihu rastie sila pôsobiaca na neho, začína opäť zrýchľovať. Tým sa dosiahne účinok stabilizácie rýchlosti otáčania, pre ktorý sú tieto elektromotory veľmi žiadané.
Rotor v klietke
Je to tiež konštrukcia pozostávajúca z kovových dosiek, ktoré plnia funkciu jadra. Namiesto medeného vinutia sú tam však inštalované tyče alebo tyče, ktoré sa navzájom nedotýkajú a sú na koncoch skrátené kovovými doskami. V tomto prípade tyče nie sú kolmé na dosky, ale sú nasmerované pod uhlom. Toto sa robí na zníženie zvlnenia magnetického poľa a momentu. Týmto spôsobom sú cievky skratované, a teda aj názov.
Fázový rotor
Hlavným rozdielom medzi fázovým rotorom a skráteným rotorom je prítomnosť trojfázového vinutia uloženého v drážkach jadra a pripojeného v špeciálnom zberači s tromi krúžkami namiesto lamiel. Tieto vinutia sú zvyčajne spojené "hviezdou". Takéto elektromotory sú vzhľadom na zložitosť konštrukcie náročnejšie na pracovnú silu, avšak ich štartovacie prúdy sú nižšie ako pri motoroch s rotorom s klietkou a sú tiež prístupnejšie na nastavenie.
Dúfame, že po prečítaní tohto článku už nebudete mať otázky o tom, čo sú rotor a stator elektromotora a aký je ich princíp činnosti. Nakoniec odporúčame sledovať video, v ktorom sa tento problém jasne zvažuje:
Materiály na túto tému:
- Aký je rozdiel medzi jednosmerným prúdom a striedavým prúdom?
- Čo je elektrické pole
- Ako zvoliť frekvenčný menič pre motor