Co je rotor a stator v motoru: popis, princip činnosti asynchronních elektromotorů, jejich funkce

Mnoho spotřebičů a zařízení, které nás v každodenním životě obklopují, má ve svém designu motor.

Výkonné elektromotory pohánějí vozidla v ulicích měst a na železnici a používají se ke zvedání a přemisťování těžkých nákladů.

Ze školních programů si pamatujeme, že elektromotory jsou zařízení pro přeměnu energie z jednoho typu na druhý. Abyste pochopili, jak se tento proces děje, musíte rozebrat elektromotor a zjistit, jak funguje uvnitř.

V našich článcích podrobně hovoříme o účelu rotoru a statoru a o tom, jak fungují.

Pojďme se tedy blíže podívat na jeho dvě hlavní části:

Rotor (jiný název pro tuto část je kotva) je pohyblivá, přesněji řečeno rotující část elektromotoru.

Konstrukce rotoru závisí na typu zařízení, ve kterém je použit. Pokud se jedná o kolektorovou jednotku, pak je rotor vyroben z následujících částí:

• Jádro. Tato část se skládá z balíčku kovových desek. Jsou proloženy dielektrikem nebo normálním oxidovým filmem. Výsledkem je „vrstvový koláč“, jehož hlavní funkcí je zpomalit zrychlení elektronů a zabránit zahřívání rotoru. Faktem je, že pro uvedení motoru do rotace je jádro remagnetizováno. V důsledku toho vznikají vířivé proudy neboli tzv. „Foucaultovy proudy“, které ohřívají rotor a snižují účinnost motoru;

• Vinutí Jádro je obaleno závity měděného drátu. Každý drát je potažen vrstvou odolného laku. Vinutí je navíc impregnováno epoxidovými pryskyřicemi a fixováno speciálním lakem. Taková ochrana zabraňuje možnosti poškození vinutí a zabraňuje poruchám a vytváření zkratovaných závitů, které mohou narušit provoz motoru;
• Hřídel. Toto je kovová tyč. Svými koncovými díly je uložen ve valivých ložiskách. Hřídel může mít navíc závit a jsou zde i profilová vybrání pro klíče pro upevnění ozubených kol a upevnění kladek, které jsou poháněny elektromotorem;

• Oběžné kolo. Tato část je instalována na hřídeli rotoru a slouží k chlazení elektromotoru během provozu. Díky tomuto zařízení se motor ochladí sám a není potřeba používat další chladicí zařízení;
• Kolektor. Jedná se o válcovou část, jejíž vnější stěnu tvoří měděné kontakty, tzv. lamely. Komutátor je namontován na hřídeli a je z vnější strany obklopen grafitovými kartáči. Mezi lamelami komutátoru a kartáči je vytvořen kluzný kontakt.

Samostatně poznamenáváme, že ve skutečnosti jsou vinutí rotoru elektromagnety a ne všechny typy rotorů jsou navrženy tímto způsobem.

Stator v motoru

Válec statoru je integrován do skříně elektromotoru. Je jeho nehybnou součástí. Stator a pouzdro dohromady tvoří jeden monoblok.

Jádro statoru je vyrobeno z kovových desek. Jsou od sebe izolovány vrstvou laku. Účelem takového základního zařízení je působit proti ohřevu Foucaultovými vířivými proudy.

Po sestavení je svazek statoru zatlačen do pouzdra. Jádro statoru je tvořeno závity vinutí.

Jsou napuštěny látkami speciálního složení, které chrání cívky před poškozením, a jsou umístěny ve speciálně opracovaných drážkách ve vnitřní stěně válce.

Schéma připojení statoru k elektrické síti je následující:

Na těle motoru je tzv. BRNO, odpojovací blok spouští vinutí. Jinými slovy, jedná se o rozvodnou skříň se svorkovnicemi uvnitř.

Strukturálně se od sebe liší. Konstrukce svorkovnic závisí na výkonu motoru a druhu práce, kterou tento motor vykonává. Koncové části všech vinutí jsou připojeny na svorky BRNO.

Způsob připojení vinutí závisí také na výkonu elektromotoru a jeho funkčním účelu.

Existují dva způsoby připojení. Jedním je takzvaná „hvězda“, druhým je „trojúhelník“. Jak bude elektromotor fungovat, závisí na způsobu připojení.

S metodou připojení „Star“ motor plynule zvyšuje rychlost a rychlé zrychlení rychlosti na maximum je nemožné.

A pokud jsou vinutí spojena trojúhelníkem, může motor okamžitě vyvinout otáčky, na které je konstrukčně navržen, ale i rozběhové proudy budou adekvátně velké.

Zařízení asynchronního motoru

Zvláštnost provozu asynchronního motoru je následující: energie je dodávána do vinutí statoru krok za krokem. Ve statoru se objeví rotující pole. Toto magnetické pole způsobuje indukční proud ve vinutí rotoru.

Rotor se začne otáčet a snaží se vyrovnat svou rotační frekvenci s rotační frekvencí magnetického pole.

Jakmile k tomu dojde, indukční proud ve vinutí rotoru zmizí a rotor začne ztrácet rychlost. A pak začne pod vlivem postupující frekvence otáček pole opět zrychlovat.

Motor tak stabilizuje svůj chod. Právě tato vlastnost představuje výhodu asynchronního motoru, která jej odlišuje od ostatních typů elektromotorů.

Asynchronní motory mají také některé konstrukční vlastnosti. Takže tyto motory mají rotory různých konstrukcí:

• Rotor s veverkovou klecí Jádro takového rotoru je vyrobeno z kovových desek, jako u konvenčního typu, ale na obalu jádra nejsou instalovány kovové tyče. Nejsou instalovány rovnoběžně s deskami jádra, ale pod určitým úhlem. Také se navzájem nedotýkají, ale jsou uzavřeny krátkými disky.

• Fázový rotor se od klecového rotoru liší tím, že nemá klecové tyče, ale používá třífázové vinutí. Tento typ rotoru navíc nepoužívá obyčejný kolektor s lamelami, ale speciální konstrukci sestávající ze tří prstenců.

V konstruktivním smyslu jsou takové rotory složitější produkty a jejich výrobní proces je pracnější.

Nezpůsobují ale vysoké náběhové proudy a jejich chod lze plynule nastavovat.