Електродвигуни, електроприводи та мотор-редуктори - F
Влаштування асинхронного електродвигуна
Асинхронний електродвигун має дві основні частини – статор та ротор. Статор називається нерухома частина машини. З внутрішньої сторони статора зроблені пази, куди укладається трифазна обмотка, що живиться трифазним струмом. Частина машини, що обертається, називається ротором, в пазах його теж укладена обмотка. Статор та ротор збираються з окремих штампованих листів електротехнічної сталі товщиною 0,35-0,5 мм. Окремі листи стали ізолюються один від одного шаром лаку. Повітряний зазор між статором і ротором робиться якнайменше (0,3-0,35 мм в машинах малої потужності і 1-1,5 мм в машинах великої потужності).
Залежно від конструкції ротора асинхронні двигуни бувають із короткозамкненим та з фазним роторами. Найбільшого поширення набули двигуни з короткозамкненим ротором, вони прості за пристроєм і зручні в експлуатації.
Трифазна обмотка статора міститься в пази і складається з ряду котушок, з'єднаних між собою. Кожна котушка зроблена з одного або декількох витків, ізольованих між собою та від стінок паза.
На рис. 1, а показана обмотка статора асинхронного двигуна. У цієї обмотки кожна котушка складається із двох провідників. Обмотка, що складається з трьох котушок, створює магнітне поле із двома полюсами. За період трифазного струму магнітне поле зробить один оборот. При частоті 50 Гц це буде відповідати 50 об/сек, або 3000 об/хв.
На рис. 1 б показана обмотка, у якої кожна сторона котушки складається з двох провідників.
Швидкість обертання магнітного поля чотириполюсного статора вдвічі менша за швидкість обертання поля двополюсного статора, тобто 1500 об/хв (при 50 Гц). Обмотка чотириполюсного статора з однимпровідником на полюс та фазу показана на рис. 1, а з двома провідниками на полюс і фазу - на рис. 1, г. Магнітне поле шестиполюсного статора має втричі меншу швидкість, ніж двополюсного, тобто 1000 об/хв (при 50 Гц). Обмотка шестиполюсного статора з одним провідником на полюс та фазу представлена на рис. 1, д. Число всіх пазів на статорі дорівнює потрійного добутку числа полюсів статора на число пазів, що припадає на полюс і фазу.
Асинхронний двигун із короткозамкненим ротором є найпоширенішим із електричних двигунів, що застосовуються в промисловості. Влаштування асинхронного двигуна наступне. На нерухомій частині двигуна – статорі 1 – розміщується трифазна обмотка 2 (рис. 2), що живиться трифазним струмом. Початки трьох фаз цієї обмотки виводяться на загальний щиток, укріплений зовні корпусі двигуна.
Зібраний осердя статора зміцнюють у чавунному корпусі 3 двигуна. Обертову частину двигуна – ротор 4 – збирають також із окремих листів сталі. У пази ротора закладають мідні стрижні, які з двох боків припаюють до мідних кільців 5.
Мал. 3. Короткозамкнений ротор
а - ротор з короткозамкнутою обмоткою, б - "біличе колесо",
в - короткозамкнений ротор, залитий алюмінієм;
1 - сердечник ротора, 2 - замикаючі кільця, 3 - мідні стрижні,
4 - вентиляційні лопатки
Таким чином, всі стрижні виявляються замкнутими з двох боків коротко. Якщо уявити собі окремо обмотку такого ротора, то вона на вигляд буде нагадувати «біличе колесо». В даний час у всіх двигунів потужністю до 100 кВт "біличне колесо" робиться з алюмінію шляхом заливання його під тиском у пази ротора. Вал 6 обертається в підшипниках, закріплених у підшипникових щитах 7 та 8. Щити придопомоги болтів кріпляться до корпусу двигуна. На один кінець валу ротора насаджується шків для передачі обертання робочим машинам або верстатам.
Пристрій асинхронного статора двигуна з фазним ротором і його обмотка не відрізняються від пристрою статора двигуна з короткозамкненим ротором. Відмінність між цими двигунами полягає у влаштуванні ротора.
1 - вал двигуна, 2 - ротор, 3 - обмотка ротора, 4 - статор, 5 - обмотка статора, 6 - корпус, 7 - підшипникові кришки, 8 - вентилятор, 9 - контактні кільця
Фазний ротор має три фазні обмотки, з'єднані між собою зіркою (рідше трикутником). Кінці фазних обмоток ротора приєднують до трьох мідних кільців, укріплених на валу ротора і ізольованим як між собою, так і від сталевого осердя ротора, внаслідок чого цей двигун отримав назву двигуна з контактними кільцями. Три кільця жорстко насаджено на вал ротора (через ізоляційні прокладки). На кільця накладаються щітки, які розміщені у щіткотримачах, укріплених на одній із підшипникових кришок.
Щітки, що ковзають по поверхні кілець ротора, мають з ними гарний електричний контакт і з'єднані, таким чином, з обмотками ротора. Щітки з'єднані із трифазним реостатом.
Джерело: Кузнєцов М. І. Основи електротехніки. Навчальний посібник.