Elektromotor je jednotka, která přeměňuje elektřinu na rotační nebo translační pohyb. Motory druhého typu se nazývají lineární. Elektromotory různých modifikací jsou široce používány v domácích spotřebičích: vysavače, pračky, mlýnky na kávu, ventilátory, čerpací stanice.
Motorové zařízení
Konstrukce elektromotoru zahrnuje:
- Rotor. Jedná se o vinutí, kterým prochází elektrický proud. Na jádru je upevněn v rotačních ložiskách, která snižují třecí síly.
- Stator. Principem činnosti statoru je vytváření magnetického pole pronikajícího do závitů vinutí rotoru.
- Pouzdro, ve kterém je umístěn stator. Má přistávací štěrbiny, ve kterých jsou umístěny vnější klece ložisek rotoru.
Rotace rotoru vytváří krouticí moment. Jeho výkon je dán konstrukcí jednotky, parametry napájecího proudu a hodnotou účinnosti. Zařízení a princip činnosti elektromotoru a jeho hlavních součástí – rotoru a statoru – závisí na jeho typu.
Sestavy statoru a rotoru jsou sestaveny z izolovaných desek, pro jejichž výrobu se používá elektroocel o tloušťce 0,2-0,5 mm. Tyto druhy jsou legovány Si – 3-4,5%. Vysoký elektrický odpor a zlepšené magnetické vlastnosti elektroocelí snižují parazitní Foucaultovy vířivé proudy, což následně snižuje zahřívání součástí elektromotoru a zvyšuje jeho účinnost. Izolačním materiálem jsou speciální dielektrické lakové kompozice.
Typy rotorů elektromotorů
V závislosti na aplikaci jsou rotory dvou typů – klec nakrátko a fázové.
zkratovaný
Nejčastěji existují elektrické generátory s rotorem nakrátko.
- jednoduchost zařízení;
- jednoduchá výrobní technologie;
- nedostatek dynamických kontaktů, což zajišťuje snadnou údržbu a její vzácný výskyt;
- nižší cena ve srovnání s fázovým rotorem.
Zařízení rotoru nakrátko obsahuje válec s drážkami, ve kterých jsou uloženy tyče z elektrolytické Cu nebo Al. Konce tyčí jsou navzájem spojeny v prstenci. Nejsou žádná vinutí. Taková úprava, připomínající veverčí kolo, se nazývá „klec pro veverky“.
Rotace rotoru nakrátko zajišťuje magnetické pole statoru. Stabilita magnetického pole v rotoru je dosažena díky konstrukčnímu prvku: tyče jsou umístěny paralelně k sobě, ale se sklonem k ose otáčení.
Zařízení s fázovým rotorem zahrnuje cívky s jádrem, které jsou umístěny vzájemně vůči sobě pod úhlem 120 °. Konce vodičů z cívek jsou vedeny do kolektorových desek.
Typy elektromotorů v závislosti na charakteristice napájecího proudu
Podle typu napájení se rozdělují stejnosměrné a střídavé motory.
DC motory
Magnetické pole statoru je v tomto případě tvořeno permanentními trvale pevnými magnety nebo elektromagnety vybavenými budicími vinutími. Vinutí kotvy je uloženo v hřídeli, která je uložena v ložiskách a díky této konstrukční vlastnosti se hřídel snadno otočí kolem vlastní osy. Vinutí obsahuje dvě sekce zapojené do série.
Stejnosměrné jednotky používané v průmyslových zařízeních jsou složitější. Kotevní vinutí je rozděleno na více než dvě části. Každá sekce je umístěna na vlastním sloupu. Počet kontaktních ploch odpovídá počtu sekcí vinutí.
AC motory
Rozdíl mezi těmito elektrickými stroji je využití proudu k provozu, který periodicky mění své znaménko s určitou frekvencí. V Rusku je frekvence průmyslového proudu 50 Hz. Stator v takových motorech je vyroben ve formě magnetického obvodu z feromagnetických desek s vybráními pro uložení závitů vinutí.
Typy elektromotorů v závislosti na poměru otáček rotoru a elektromagnetického pole
Podle tohoto parametru se elektromotory dělí na synchronní a asynchronní.
Synchronní motory
U synchronních (kolektorových) jednotek se rotor a elektromagnetické pole otáčejí stejnou rychlostí. Rotorová sestava může být uvnitř statorové sestavy nebo na vršku statoru.
Výhodou synchronních jednotek je zlepšená výkonová charakteristika. Statorové vinutí může být:
- distribuováno. Počet slotů na pól a fázi je dva nebo více.
- Soustředěno. Drážka na pól a fázi – jedna. Štěrbiny jsou rovnoměrně rozmístěny po statoru.
Synchronní motory nacházejí široké uplatnění v energetice, strojírenství pro výrobu obráběcích strojů pro obrábění kovů s velkým rázovým zatížením, při výrobě výkonných kompresorů, ventilátorů a čerpacích stanic.
Asynchronní motory
Hlavní typ elektromotorů v poptávce v domácích spotřebičích a průmyslových zařízeních je asynchronní (indukční) s rotorem nakrátko, modely s fázovým rotorem jsou méně běžné. Používají se v jedno- a třífázových sítích střídavého proudu. Instalují se do praček, systémů nuceného větrání, míchaček betonu, sekaček na trávu, jeřábů, navijáků, dřevozpracujících a dalších průmyslových zařízení.
Asynchronní stroje mají různé otáčky rotoru a statorová magnetická pole. Vyrábí se různé typy takových motorů, které pracují v následujících režimech: motor, generátor, elektromagnetické brzdové zařízení.
- jednoduchost zařízení a následně spolehlivost a dlouhá bezúdržbová životnost;
- nižší náklady ve srovnání s SD;
- ekonomická spotřeba energie;
- malé provozní náklady.
Hlavní nevýhodou asynchronních modelů je zahřívání motorů, zejména při vysokém zatížení. Jedním z problémů IM s výkonem nad 10 kW jsou vysoké rozběhové proudy, jejichž hodnota až 8x překračuje jmenovitou hodnotu.
Ve společnosti “LitEnergo” si můžete zakoupit rotory pro generátory a elektromotory, stejně jako další náhradní díly pro elektrické stroje.
Elektrický motor – elektrický stroj (elektromechanický měnič), ve kterém se elektrická energie přeměňuje na energii mechanickou.
Co je ED stator a jeho účel?
Stator je pevná část motoru, která pracuje v tandemu s rotorem. Stator se skládá ze základny a jádra. Základem je jednodílné tělo ze slitin hliníku nebo litiny. Jádro je vyrobeno z plechu elektrooceli, jehož tloušťka závisí na vlastnostech motoru a pohybuje se od 0,35 do 0,5 mm. Stator má drážky určené pro uložení vinutí. Vinutí je mezi sebou zkroucené, paralelně zapojeno, což umožňuje snížit vzniklé vířivé proudy během provozu. Třífázové převíjení statoru vytváří elektromagnetické pole. V drážkách je instalován určitý počet cívek, které budou vzájemně spojeny.
V případě poruchy motoru je stator převinut. Možnosti převíjení závisí na typu izolace. Izolace se volí v závislosti na indikátoru maximálního napětí, teplotě převíjení, typu drážky a typu vinutí.
Materiál použitý pro vinutí je měděný drát. Převíjení se provádí v jedné nebo dvou vrstvách v závislosti na umístění cívek v drážkách.
EM oprava začíná čištěním nebo vyfoukáním nečistot a prachu ze součástí statoru. Dalším krokem je demontáž pouzdra a výměna vinutí. Pomocí mechanických nástrojů se odřízne přední část statoru, kde se nachází převíjení.
Aby bylo možné stator rozebrat, je nutné jej zahřát na teplotu 200 stupňů, poté bude odstranění vinutí a cívek snazší. Po demontáži statoru se drážky vyčistí. Do vyčištěných a připravených drážek se instaluje nové vinutí pomocí hotových šablon. Instalované nové cívky musí být nalakovány a vysušeny při teplotě 150 stupňů, vydrží dvě hodiny.
Odpor mezi pouzdrem a vinutím lze zkontrolovat až po dodržení veškeré technologie sušení. Použití kabelu různých průměrů umožňuje upravit provozní parametry ED.
Během provozu elektromotoru jsou možné situace, kdy se části začnou přehřívat. To je způsobeno změnou spotřeby proudu. To je způsobeno otevřením elektrického obvodu. Dalším důvodem ohřevu ED je opotřebení ložisek. To negativně ovlivňuje výkon vinutí izolace. Výrobci instalují ochranu proti přehřátí na všechny typy elektromotorů. Sleduje a funguje v následujících případech:
- doba spouštění překročena;
- přetížení;
- přepětí;
- porucha fázových vodičů;
- ucpání rotoru;
- selhání pohonných zařízení.
K ochraně statoru se také používá tepelné relé. Funguje při zahřátí bimetalové desky, která pod vlivem pružiny otevře elektrický obvod. Po stisknutí tlačítka se deska vrátí do původní polohy.
Relé lze zabudovat do ED, nebo jej lze zakoupit jako samostatnou jednotku.
Definice
Klasický rotor je z hlediska elektrotechniky rotační válcové těleso s následující strukturou:
- Masivní hřídel z nástrojové oceli s nejméně dvěma ložisky, po jednom vpředu a vzadu;
- Jádra vyrobená ze silných kovových plátů;
- Jádra cívek navinutá na sestavená z desek;
- Kolektor nebo pár speciálních vodivých kroužků.
Pro nucené vzduchové chlazení součásti rotující velmi často vysokou rychlostí slouží oběžné kolo umístěné na jednom z jeho konců. U generátorů se rotace přenáší na rotor z turbíny k němu připojené přes společný hřídel, nebo z běžícího motoru pomocí řemenice, která je vybavena pružným a odolným řemenem (převod klínovým řemenem).
Hlavní funkcí rotoru je tedy rotace vzhledem k pevné části. V elektrotechnice je takovou pevnou součástí stator. Rotor a stator jsou společně základními součástmi elektromotorů a alternátorů.
Asynchronní motory
Abychom pochopili koncepty rotoru motoru a jeho statoru, je nutné zvážit jeden z typů elektrických konvertorů. Vzhledem k tomu, že asynchronní elektromotory se nejčastěji používají v průmyslových zařízeních a domácích spotřebičích, stojí za to je zvážit.
Co je tedy asynchronní motor? Obvykle se jedná o litinové pouzdro, do kterého je zalisován magnetický obvod. Jsou v něm vytvořeny speciální drážky, kam zapadá vinutí statoru, sestavené z měděného drátu. Drážky jsou vůči sobě posunuty o 120º, takže jsou pouze tři. Tvoří tři fáze.
Rotor je zase válec sestavený z ocelových plechů (lisovaná elektroocel) a namontovaný na ocelové hřídeli, která se zase instaluje do ložisek při montáži elektromotoru. V závislosti na tom, jak jsou fázová vinutí jednotky sestavena, mohou být rotory motoru fázové nebo zkratované.
- Fázový rotor je válec, na kterém jsou namontovány cívky, vzájemně posunuté o 120°. Zároveň jsou v jeho provedení instalovány tři sběrací kroužky, které nepřicházejí do styku ani s hřídelí, ani mezi sebou. Na jedné straně jsou ke kroužkům připevněny konce tří vinutí a na druhé grafitové kartáčky, které jsou v kluzném kontaktu s kroužky. Příkladem takového stroje jsou jeřábové motory s fázovým rotorem.
- Rotor nakrátko je sestaven z měděných tyčí, které zapadají do drážek. Zároveň je spojuje speciální kroužek z mědi.
Asynchronní elektromotor s fázovým rotorem je vlastníkem velkých rozměrů a hmotnosti. Má ale výborné vlastnosti ohledně rozběhu a seřízení momentů. Motory s rotorem ve veverce jsou dnes považovány za nejspolehlivější. Mají jednoduchý design, a proto jsou levné. Jejich jedinou nevýhodou je velký startovací proud, se kterým se nyní bojuje propojením statorových vinutí z hvězdy do trojúhelníku. To znamená, že start se provádí při připojení hvězdou, po sadě otáček se přepne na trojúhelník.
Typy rotorů
V závislosti na aplikaci a struktuře jsou rotory následujících typů:
- Fázové kotvy tohoto typu jsou soustavou cívek navinutých na jádru, umístěných vůči sobě pod úhlem 1200. Konce drátů cívek jsou vyvedeny na kolektorové desky a napájeny sestavou kartáče.
- Klecový rotor tohoto typu sestává z jednoho válce s drážkami, ve kterých jsou umístěny tyče z elektrolytické mědi nebo hliníku. Konce takových tyčí jsou vzájemně spojeny prstencem. V jednotkách vybavených takovou kotvou není sestava kolektoru a kartáče.
Motory s fázovou kotvou jsou velké co do velikosti a hmotnosti, ale zároveň mají vynikající startování a regulaci. Rotorové jednotky s kotvou nakrátko jsou menší, méně náchylné k rozbití a snadněji se obsluhují.
Když zjistíte, co je rotor a stator, můžete získat nejen užitečné teoretické znalosti, ale také praktické dovednosti: pokud znáte konstrukci jednotek pracujících na stejnosměrném a střídavém proudu, můžete v případě poruchy zkontrolovat výkon jejich hlavní součásti, určují, zda při poruše vinutí kotvy, statoru, kartáče nebo sestavy kolektoru.
Také po zodpovězení otázky „co je rotor“ a ponoření se do zařízení této části můžete převinout spálená vinutí sami, což je zase poměrně žádaná a vysoce placená práce.
Co jsou budicí vinutí?
Rotor je permanentní magnet a stator je generátor střídavého magnetického pole. Pole, které vytváří stator, je vůči němu nehybné. Zapnutím elektromotoru nedojde k žádné práci v původní verzi a stator bude pod vlivem pole nebo bez něj. aby se kotva otáčela, je potřeba budicí vinutí. Hlavní funkcí budícího vinutí je změnit polaritu rotoru a tím mu dát rotační pohyb. Po dosažení požadované rychlosti se vypne budicí vinutí.
