Има няколко класа електрически преобразуватели, сред които практическа употребаоткри така наречените индуктивни аналози. В тях преобразуването на енергия се извършва поради преобразуването на индукцията на намотките, които са неразделна част от самия блок. Намотките са разположени на два елемента - на статора и ротора. И така, каква е разликата между статор и ротор (какви са те и какви са техните функции?).

Най-простото определение на двете части на преобразувателя е тяхната функционалност. Тук всичко е просто: статорът (електродвигател или генератор) е неподвижна част, роторът е подвижен. В повечето случаи последният се намира вътре в първия и между тях има малка празнина. Има така наречените единици с външен ротор, който е въртящ се пръстен, вътре в който има фиксиран статор.

Видове конвертори

Защо е толкова важно да се вземат предвид възгледите, за да се разбере как статорът на електродвигателя се различава от неговата движеща се част. Цялата работа е в това характеристики на дизайнаелектрическите двигатели имат много, същото важи и за генераторите (това са преобразуватели механична енергияв електрически, електрическите двигатели имат противоположна функционалност).

И така, електрическите двигатели са разделени на AC и постоянен ток. Първите от своя страна са разделени на синхронни, асинхронни и колекторни. За първите ъгловите скорости на въртене на статора и ротора са равни. За втория тези два показателя са неравностойни. В типовете колектори има така нареченият честотен преобразувател и броят на фазите от механичен тип в конструкцията, който се нарича колектор. Оттук и името на единицата. Именно той е пряко свързан с намотките на ротора на двигателя и неговия статор.

DC машините на ротора имат същия колектор. Но при генераторите той изпълнява функциите на преобразувател, а при електродвигателите - на инвертор.

Ако електрическа единица е машина, в която се върти само роторът, тогава нейното име е едномерно. Ако два елемента се въртят в противоположни посоки наведнъж, тогава този апарат се нарича двуизмерен или биротативен.

Асинхронни двигатели

За да разберете концепциите за ротора на двигателя и неговия статор, е необходимо да разгледате един от видовете електрически преобразуващи машини. Тъй като асинхронните електродвигатели се използват най-често в производственото оборудване и домакински уреди, тогава си струва да ги разгледаме.

И така, какво е асинхронен двигател? Това обикновено е чугунен корпус, в който е притисната магнитната верига. В него се правят специални жлебове, където се вписва намотката на статора, сглобена от медна тел. Жлебовете са изместени един спрямо друг с 120º, така че има само три от тях. Те образуват три фази.

Роторът от своя страна е цилиндър, сглобен от стоманени листове (щампована електротехническа стомана) и монтиран върху стоманен вал, който от своя страна е монтиран в лагери при сглобяването на електрическия двигател. В зависимост от това как са сглобени фазовите намотки на устройството, роторите на двигателя могат да бъдат фазови или късо съединени.

• Фазовият ротор е цилиндър, върху който са монтирани намотки, изместени една спрямо друга на 120º. В същото време в неговия дизайн са монтирани три хлъзгащи пръстена, които не влизат в контакт нито с вала, нито един с друг. От едната страна краищата на три намотки са прикрепени към пръстените, а от другата графитни четки, които са в плъзгащ контакт спрямо пръстените. Пример за такава машина са кранови двигатели с фазов ротор.
• Роторът с катерица е сглобен от медни пръти, които се вписват в канали. В същото време те са свързани със специален пръстен, изработен от мед.

Асинхронният електродвигател с фазов ротор е собственик на големи размери и тегло. Но има отлични свойства по отношение на пусковия и регулиращия момент. Двигателите с ротор с катерица се считат за най-надеждни днес. Те са прости по дизайн и следователно са евтини. Единственият им недостатък е големият стартов ток, който сега се бори чрез свързване на намотките на статора от звезда към триъгълник. Тоест, стартирането се извършва, когато е свързано със звезда, след набор от обороти се извършва превключване към триъгълника.

Подобни публикации:

Намотка на електрически продукт (устройство) - набор от намотки или намотки, подредени по определен начин и свързани, предназначени да създават или използват магнитно поле или да получат дадена стойност на съпротивление на електрически продукт (устройство).Намотка на електрически продукт (устройство) - намотка на електрически продукт (устройство) или част от него, изпълнена като отделна структурна единица(ГОСТ 18311-80).

Статията разказва за устройството на намотките на статора и ротора електрически машини променлив ток.

Статор с дванадесет гнезда, всеки от които съдържа един проводник, е показан схематично на фиг. 1, а. Връзките между проводници, положени в канали, са посочени само за една от трите фази; началото на фазите A, B, C на намотката са обозначени с C1, C2, C3; краища - C4, C5, C6. Части от намотката, положени в жлебовете (активната част на намотката), са условно показани под формата на пръти, а връзките между проводниците в жлебовете (фронтални връзки) са показани като плътна линия.

Ядрото на статора има формата на кух цилиндър, който представлява пакет или серия от пакети (разделени от вентилационни канали) от листове от електротехническа стомана. За машини с малка и средна мощност всеки лист е щампован под формата на пръстен с жлебове по вътрешната обиколка. На фиг. 1b показва статорен лист с канали с една от използваните форми.

Ориз. 1. Местоположението на намотката в слотовете на статора и разпределението на токовете в проводниците

Нека моментната стойност на тока iA на първата фаза в даден момент от времето е максимална и токът е насочен от началото на фаза C1 към нейния край C4. Ще считаме този ток за положителен.

Определяйки моментните токове във фазите като проекции на въртящи се вектори върху фиксираната ос ON (фиг. 1, c), откриваме, че токовете на фазите B и C са отрицателни в даден момент, т.е. те са насочени от краищата на фазите към началата.

Нека следваме фиг. 1, d образуване на въртящо се магнитно поле. В разглеждания момент от време токът на фаза А е насочен от началото към края, т.е. ако в проводници 1 и 7 той излиза от нас извън равнината на чертежа, тогава в проводници 4 и 10 той преминава отзад равнината на чертежа към нас (виж. Фиг. 1, a и d).

Във фаза B токът в този момент от времето преминава от края на фазата към нейното начало. Чрез свързване на проводниците на втората фаза по модела на първата може да се получи, че токът на фаза В преминава през проводниците 12, 9, 6, 3; в същото време през проводници 12 и 6 токът тече от нас извън равнината на чертежа, а през проводници 9 и 3 - към нас. Картината на разпределението на токовете във фаза C ще бъде получена според извадката от фаза B.

Посоките на токовете са дадени на фиг. 1,d; прекъснатите линии показват магнитните линии на полето, създадено от статорните токове; посоките на линиите се определят от правилото на десния винт. От фигурата се вижда, че проводниците образуват четири групи с еднакви посоки на тока и броят на полюсите 2p на магнитната система е четири. Областите на статора, където магнитните линии излизат от него, са северните полюси, а зоните, където магнитните линии влизат в статора, са южните полюси. Дъгата на кръга на статора, заета от един полюс, се нарича полюсно деление.

Магнитното поле в различни точки от обиколката на статора е различно. Картината на разпределението на магнитното поле по обиколката на статора се повтаря периодично след всяко двуполюсно деление 2τ; ъгълът на дъгата 2τ се приема за 360 електрически градуса. Тъй като по обиколката на статора има p двойни полюсни деления, 360 геометрични градуса са равни на 360p електрически градуса, а един геометричен градус е равен на p електрически градуса.

На фиг. 1d показва магнитните линии за някакъв фиксиран момент от време. Ако разгледаме картината на магнитното поле за редица последователни моменти от време, можем да видим, че полето се върти с постоянна скорост.

Нека намерим скоростта на въртене на полето. След време, равно на половината от периода на променливия ток, посоките на всички токове се променят на противоположни, така че магнитните полюси сменят местата си, т.е. за половината от периода магнитното поле се завърта с част от оборота, равна на 1 /2ρ. За един период на променлив ток полето се завърта с 1/ρ оборот. Тогава за една секунда полето прави 1/ρ оборота, където f е честотата на променливия ток. Следователно скоростта на въртене на магнитното поле на статора, т.е. синхронната скорост, е (в обороти в минута)

Броят p на двойките полюси може да бъде само цяло число, така че при честота, например 50 Hz, синхронната скорост може да бъде 3000; 1500; 1000 об/мин и др.

Ориз. 2. Подробна схема на трифазна еднослойна намотка

Характерна стойност, която определя производителността на намотката, е броят на слотовете на полюс и фаза, т.е. броят на слотовете, заети от намотката на всяка фаза в едно полюсно деление:

където z е броят на слотовете на статора.

Намотката, показана на фиг. 1а има следните данни:

Дори и за тази най-проста намотка, пространственият чертеж на проводниците и техните връзки се оказва сложен, така че обикновено се заменя с разширена диаграма, където проводниците на намотката са изобразени като разположени не на цилиндрична повърхност, а на равнина ( цилиндрична повърхност с жлебове и намотка се „разгъва“ в равнина). На фиг. 2, и е дадена подробна схема на разглежданата статорна намотка.

В предишната фигура, за простота, беше показано, че част от фаза А на намотката, положена в жлебове 1 и 4, се състои само от два проводника, т.е. от един завой. В действителност всяка такава част от намотката на един полюс се състои от w навивки, т.е. всяка двойка слотове съдържа w проводника, комбинирани в една намотка. Следователно, когато заобикаляте в разширена схема, например фаза А от слот 1, трябва да обиколите слотове 1 и 4 w пъти, преди да преминете към слот 7. Разстоянието между страните на завоя на една бобина или стъпката на намотката, y е показана на фиг. 1, d; обикновено се изразява в брой слотове.

Ориз. 3. Щит асинхронна машина

Показано на фиг. 1 и 2, намотката на статора се нарича еднослойна, тъй като тя се вписва във всеки жлеб в един слой. За да се поставят челните части, пресичащи се на равнината, те се огъват по различни повърхности (фиг. 2, b). Еднослойните намотки са направени със стъпка, равна на полюсното деление y = τ: (фиг. 2, а), или тази стъпка е равна на средното деление на полюсите за различни бобини от една и съща фаза, ако y > 1, y. В момента двуслойните намотки са по-често срещани.

Началото и краят на всяка от трите фази на намотката се показват на щита на машината, където има шест скоби (фиг. 3). Три линейни проводника от трифазна мрежа. Долните скоби C4, C5, C6 (фазови краища) са или свързани в една точка с два хоризонтални джъмпера, или всяка от тези скоби е свързана с вертикален джъмпер към горната скоба, разположена над нея.

В първия случай трите фази на статора образуват връзка звезда, във втория случай връзка триъгълник. Ако например една статорна фаза е проектирана за напрежение 220 V, тогава мрежово напрежениемрежата, към която е свързан двигателят, трябва да бъде 220 V, ако статорът е включен от триъгълник; когато е включен от звезда, линейното напрежение на мрежата трябва да бъде

При свързване на статора със звезда неутралния проводник не се доставя, тъй като двигателят е симетричен товар за мрежата.

Роторът на асинхронна машина се сглобява от щамповани листове от изолирана електротехническа стомана върху вал или върху специална носеща конструкция. Радиалната междина между статора и ротора е направена възможно най-малка, за да се осигури ниско магнитно съпротивление по пътя на магнитния поток, проникващ в двете части на машината.

Най-малкото позволено от технологичните изисквания разстояние е от десети от милиметъра до няколко милиметра в зависимост от мощността и размерите на машината. Проводниците на намотката на ротора са разположени в жлебове по протежение на образуващите ротора директно на повърхността му, за да се осигури най-голяма връзка между намотката на ротора и въртящото се поле.

Асинхронните машини се произвеждат както с фаза, така и с ротор с катерица.

Ориз. 4. Фазов ротор

Фазовият ротор има, като правило, трифазна намотка, изпълнен, като статор, със същия брой полюси. Намотката е свързана със звезда или триъгълник; трите края на намотката се извеждат към три изолирани контактни пръстена, които се въртят с вала на машината. Чрез четките, монтирани на неподвижната част на машината и плъзгащи се по контактните пръстени, в ротора се включва трифазен пусков или регулиращ реостат, т.е. във всяка фаза на ротора се въвежда активно съпротивление. Външен видфазовият ротор е показан на фиг. 4, три плъзгащи се пръстена се виждат в левия край на вала. Асинхронни двигатели с фазов ротор се използват там, където е необходимо плавно регулиране на скоростта на задвижвания механизъм, както и при чести стартирания на двигателя под товар.

Дизайнът на ротор с катерица е много по-прост от този на фазов ротор. За една от структурите на фиг. 5, а показва формата на листовете, от които е сглобена сърцевината на ротора. В този случай дупките близо до външната обиколка на всеки лист образуват надлъжни жлебове в сърцевината. Алуминият се излива в тези жлебове, след като се втвърди, в ротора се образуват надлъжни проводящи пръти. В двата края на ротора са отлети едновременно алуминиеви пръстени, които дават накъсо алуминиевите пръти. Получената проводяща система обикновено се нарича клетка на катерица.

Ориз. 5. Ротор с катерица

Роторът с катерица с катерица е показан на фиг. 5 Б. В краищата на ротора се виждат вентилационни лопатки, излети неразделно с късосъединителните пръстени. В този случай слотовете са скосени с едно разделение на слота по протежение на ротора. Клетката на катерица е проста, няма плъзгащи се контакти, така че трифазните асинхронни двигатели с ротор с катерица са най-евтините, прости и надеждни; те са най-често срещаните.