Jak se nazývá vinutí na rotoru?

Asynchronní elektromotor má dvě hlavní části – stator a rotor. Stacionární část motoru se nazývá stator. Na vnitřní straně statoru jsou vytvořeny drážky, do kterých je umístěno třífázové vinutí napájené třífázovým proudem. Rotační část stroje se nazývá rotor; Stator a rotor jsou sestaveny ze samostatných lisovaných plechů z elektrooceli o tloušťce 0,35-0,5 mm. Jednotlivé plechy jsou od sebe izolovány vrstvou laku. Vzduchová mezera mezi statorem a rotorem je co nejmenší (0,3-0,35 mm u strojů s nízkým výkonem a 1-1,5 mm u strojů s velkým výkonem).
V závislosti na konstrukci rotoru jsou asynchronní motory k dispozici s rotory nakrátko a vinutými rotory. Nejrozšířenější jsou motory s rotorem nakrátko, mají jednoduchou konstrukci a snadnou obsluhu.
Třífázové vinutí statoru je umístěno ve štěrbinách a skládá se z řady vzájemně spojených cívek. Každá cívka je vyrobena z jednoho nebo více závitů, izolovaných od sebe navzájem a od stěn drážky.

Rýže. 1. Různé typy vinutí statoru asynchronní elektromotory

Na Obr. 1, a) znázorňuje vinutí statoru asynchronního elektromotoru. V tomto vinutí se každá cívka skládá ze dvou vodičů. Vinutí sestávající ze tří cívek vytváří magnetické pole se dvěma póly. Během jedné periody třífázového proudu udělá magnetické pole jednu otáčku. Při frekvenci 50 Hz by to odpovídalo 50 ot./s nebo 3000 ot./min.
Na Obr. 1, b) znázorňuje vinutí, ve kterém každá strana cívky sestává ze dvou vodičů.
Rychlost otáčení magnetického pole čtyřpólového statoru je poloviční než rychlost otáčení pole dvoupólového statoru, tj. 1500 ot/min (při 50 Hz). Vinutí čtyřpólového statoru s jedním vodičem na pól a fázi je na Obr. 1, c) a se dvěma vodiči na pól a fázi – na obr. 1, d). Magnetické pole šestipólového statoru má rychlost třikrát nižší než u dvoupólového statoru, tedy 1000 ot/min (při 50 Hz). Vinutí šestipólového statoru s jedním vodičem na pól a fázi je na Obr. 1, d). Počet všech drážek na statoru se rovná trojnásobku součinu počtu pólů statoru a počtu štěrbin na pól a fázi.

Asynchronní elektromotor s rotorem nakrátko je nejběžnější elektromotor používaný v průmyslu. Podívejme se na jeho zařízení. Na stacionární části motoru – statoru 1 – je třífázové vinutí 2 (obr. 2), napájené třífázovým proudem. Začátky tří fází tohoto vinutí jsou vyvedeny do společného stínění namontovaného externě na skříni elektromotoru.

Obr. 2. Asynchronní elektromotor s rotorem nakrátko
Sestavené jádro statoru je zesíleno v litinové skříni 3 motorů. Rotační část motoru – rotor 4 – je rovněž sestavena ze samostatných ocelových plechů. V drážkách rotoru jsou umístěny měděné tyče, které jsou na obou stranách připájeny k měděným kroužkům.

Rýže. 3. Rotor s klecí nakrátko
a – rotor s vinutím nakrátko, b – „veverka“,
c — rotor s klecí nakrátko vyplněný hliníkem;
1 – jádro rotoru, 2 – uzavírací kroužky, 3 – měděné tyče,
4 — ventilační lamely
Tím jsou všechny tyče na obou stranách zkratovány. Pokud si představíte vinutí takového rotoru samostatně, bude to vypadat jako „veverčí kolo“. V současné době se u všech motorů s výkonem do 100 kW vyrábí „veverčí kolo“ z hliníku tak, že se pod tlakem nalije do drážek rotoru. Hřídel 6 se otáčí v uložených ložiskách ložiskové štíty 7 a 8. Kryty jsou připevněny ke skříni motoru šrouby. Na jednom konci hřídele rotoru je namontována řemenice pro přenos rotace na pracovní stroje nebo stroje.
Statorové zařízení asynchronní motor s vinutým rotorem a jeho vinutí se neliší od konstrukce statoru motoru s rotorem nakrátko. Rozdíl mezi těmito elektromotory spočívá v konstrukci rotoru.

Rýže. 4. Řez asynchronním motorem s vinutým rotorem
1 – hřídel motoru, 2 – rotor, 3 – vinutí rotoru, 4 – stator, 5 – vinutí statoru, 6 – pouzdro, 7 – víka ložisek, 8 – ventilátor, 9 – sběrací kroužky
Fázový rotor má tři fázová vinutí spojená navzájem hvězdou (méně často trojúhelníkem). Konce fázových vinutí rotoru jsou spojeny se třemi měděnými kroužky namontovanými na hřídeli rotoru a izolovanými jak od sebe navzájem, tak od ocelového jádra rotoru, v důsledku čehož se tento motor také nazývá motor se sběracím kroužkem. Na hřídeli rotoru jsou pevně namontovány tři kroužky (přes izolační rozpěrky). Kartáče jsou umístěny na kroužcích, které jsou umístěny v držákech kartáčů namontovaných na jednom z vík ložisek.
Kartáče klouzající po povrchu rotorových kroužků s nimi mají vždy dobrý elektrický kontakt a jsou tak spojeny s vinutím rotoru. Kartáče jsou napojeny na třífázový reostat.

Zdroj: Kuzněcov M.I. Studijní příručka.
Ed. 10., revidováno “Vysoká škola”, 1970.

Týdenní zásilky po celém Rusku:

Balashikha, Podolsk, Chimki, Korolev, Mytishchi, Ljubertsy, Krasnogorsk, Elektrostal, Kolomna, Odintsovo, Domodedovo, Serpukhov, Shchelkovo, Orechovo-Zuevo, Ramenskoye, Dolgoprudny, Zhukovsky, Pushkino, Region-Dugintov, Posad , Taganrog, Shakhty, Volgodonsk, Novočerkassk, Bataysk, Novošachtinsk, Ufa, Sterlitamak, Salavat, Neftekamsk, Okťabrskij, Stavropol, Pjatigorsk, Kislovodsk, Nevinnomyssk, Essentuki, Čeljabinsk, Magnitogorsk, Zlatoust, Miass, Makvytkala, Makvyt, Kopeisk Kaspijsk, Kazaň, Naberežnyje Čelnyj, Nižněkamsk, Almetěvsk, Krasnodar, Soči, Novorossijsk, Armavir, Vladivostok, Ussurijsk, Nachodka, Arťom, Samara, Toljatti, Syzran, Novokujbyševsk, Jekatěrinburg, Kamenskral-Keropolskij, Peržanskij, Kamenskral-U. Jevpatoria, Surgut, Nižněvartovsk, Neftejugansk, Krasnojarsk, Norilsk, Ačinsk, Barnaul, Bijsk, Rubcovsk, Kovrov, Murom, Volgograd, Volžskij, Kamyšin, Irkutsk, Bratsk, Angarsk, Novokuzněck, Kemersko, Džejnsk, Novžinsk, Nižrodnyj Prokopyev, Saratov, Engels, Balakovo, Čeboksary, Novocheboksarsk, Nový Urengoj, Nojabrsk, Perm, Berezniki, Chabarovsk, Komsomolsk na Amuru, Archangelsk, Severodvinsk, Bělgorod, Stary Oskol, Čerepovec, Vologda, Lipetsk, Kurgorsk, Zhez, Yelets, Novosibirsk, Berdsk, Orenburg, Orsk, Tomsk, Seversk, Tula, Novomoskovsk, Uljanovsk, Dimitrovgrad, Jaroslavl, Rybinsk, Majkop, Ulan-Ude, Nazran, Nalčik, Elista, Cherkessk, Petrozavodsk, Syktyvkar, Yoshkar-Ola, Saransk, Vladikavkaz, Iževsk, Abakan, Groznyj, Jakutsk, Čita, Petropavlovsk-Kamčatskij, Blagoveščensk, Astrachaň, Brjansk, Voroněž, Ivanovo, Kaliningrad, Kirov, Kostroma, Kurgan, Petrohrad, Murmansk, Velký Novgorod, Omsk, Orel, Penza, Moskva, Sevastopol, Sevastopol, P , Rjazaň, Južno-Sachalinsk, Smolensk, Tambov, Tver, Ťumeň

Vinutí elektrického výrobku (zařízení) je soubor závitů nebo cívek uspořádaných a spojených určitým způsobem, určených k vytvoření nebo využití magnetického pole nebo k získání dané hodnoty odporu elektrického výrobku (zařízení). Cívka vinutí elektrického výrobku (přístroje) je vinutí elektrického výrobku (přístroje) nebo jeho části, vyrobené jako samostatný konstrukční celek (GOST 18311-80).

Článek popisuje konstrukci vinutí statoru a rotoru střídavých elektrických strojů.

Prostorové uspořádání vinutí statoru:

Stator s dvanácti drážkami, z nichž každá obsahuje jeden vodič, je schematicky znázorněn na Obr. 1, a. Spoje mezi vodiči uloženými v drážkách jsou vyznačeny pouze pro jednu ze tří fází; začátky fází A, B, C vinutí jsou označeny C1, C2, C3; konce – C4, C5, C6. Části vinutí uložené v drážkách (aktivní část vinutí) jsou obvykle znázorněny ve formě tyčí a spojení mezi vodiči umístěnými v drážkách (čelní spojení) jsou znázorněna plnou čarou.

Jádro statoru má podobu dutého válce, což je balík nebo řada balíků (oddělených ventilačními kanály) vyrobených z plechů z elektrooceli. U strojů s nízkým až středním výkonem je každý list vyražen do prstence s drážkami po vnitřním obvodu. Na Obr. Obrázek 1b znázorňuje statorový plech se štěrbinami jednoho z použitých tvarů.

Rýže. 1. Umístění vinutí ve štěrbinách statoru a rozložení proudů ve vodičích

Nechť je okamžitá hodnota proudu iA první fáze v určitém časovém okamžiku maximální a proud směřující od začátku fáze C1 do jejího konce C4. Tento proud budeme považovat za pozitivní.

Definováním okamžitých proudů ve fázích jako průmětů rotujících vektorů na pevnou osu ON (obr. 1, c) získáme, že proudy fází B a C v daném čase jsou záporné, tj. směřují z konců fází do začátky.

Podívejme se na Obr. 1, d vznik rotujícího magnetického pole. V uvažovaném časovém okamžiku je proud fáze A směrován od svého začátku do konce, tedy pokud ve vodičích 1 a 7 jde od nás za rovinu výkresu, pak ve vodičích 4 a 10 jde zezadu. rovina výkresu směrem k nám (viz. obr. 1, a ad).

Ve fázi B teče proud v tomto okamžiku od konce fáze do jejího začátku. Připojením vodičů druhé fáze podle příkladu první lze dosáhnout toho, že proud fáze B prochází vodiči 12, 9, 6, 3; v tomto případě podél vodičů 12 a 6 proud teče od nás za rovinu výkresu a přes vodiče 9 a 3 – směrem k nám. Na základě vzorku fáze B získáme obrázek rozložení proudu ve fázi C.

Směry proudů jsou znázorněny na obr. 1,g; přerušované čáry znázorňují magnetické siločáry vytvářené statorovými proudy; směry čar jsou určeny správným šroubovým pravidlem. Z obrázku je vidět, že vodiče tvoří čtyři skupiny se stejnými směry proudu a počet pólů 2p magnetické soustavy je roven čtyřem. Oblasti statoru, kde magnetické čáry vystupují ze statoru, jsou severní póly a oblasti, kde magnetické čáry vstupují do statoru, jsou jižní póly. Oblouk kružnice statoru obsazený jedním pólem se nazývá dělení pólů.

Magnetické pole v různých bodech na obvodu statoru je různé. Vzor rozložení magnetického pole podél obvodu statoru se periodicky opakuje přes každé dvoupólové dělení. Úhel oblouku 2 se považuje za 360 elektrických stupňů. Protože existuje p dvoupólových dělení podél obvodu statoru, 360 geometrických stupňů se rovná 360p elektrickým stupňům a jeden geometrický stupeň se rovná p elektrickým stupňům.

Na Obr. 1d ukazuje magnetické čáry pro určitý pevný okamžik v čase. Pokud vezmeme v úvahu obraz magnetického pole pro řadu po sobě jdoucích okamžiků v čase, můžeme se přesvědčit, že pole rotuje konstantní rychlostí.

Pojďme najít rychlost rotace pole. Po době rovnající se polovině periody střídavého proudu se směry všech proudů obrátí, takže magnetické póly změní místo, tj. za polovinu periody se magnetické pole otočí o část otáčky. Rychlost otáčení magnetického pole statoru, tedy synchronní rychlost, je rovna (v otáčkách za minutu)

Počet p pólových párů může být pouze celé číslo, proto při frekvenci například 50 Hz může být synchronní rychlost 3000; 1500; 1000 ot./min atd.

Rýže. 2. Podrobné schéma třífázového jednovrstvého vinutí

Vinutí AC strojů lze rozdělit do tří skupin:

Mezi speciální vinutí patří:

a) vinutí nakrátko ve formě klece na veverku;

b) vinutí asynchronního motoru s přepínáním na různé počty pólů;

c) vinutí asynchronního motoru s antispojkami atp.

Kromě výše uvedeného rozdělení se vinutí liší v řadě dalších charakteristik, a to:

1) podle povahy provedení – ruční, šablona a pološablona;

2) podle umístění v drážce – jednovrstvé a dvouvrstvé;

3) podle počtu slotů na pól a fázi – vinutí s celým číslem q slotů na pól a fázi a vinutí se zlomkovým číslem q.

Závit je obvod tvořený dvěma vodiči zapojenými do série. Sekce nebo cívka je řada závitů zapojených do série, ležících ve dvou štěrbinách a majících společnou izolaci od těla.

Sekce má dvě aktivní strany. Levá aktivní strana se nazývá začátek úseku (cívka) a pravá se nazývá konec úseku. Vzdálenost mezi aktivními stranami sekce se nazývá rozteč sekce. Lze jej měřit buď počtem zubových dělení, nebo ve zlomcích pólového dělení.

Rozteč sekcí se nazývá diametrální, pokud se rovná dělení pólů a zmenšená, pokud je menší než dělení pólů, protože rozteč sekcí není větší než dělení pólů.

Charakteristickou hodnotou, která určuje konstrukci vinutí, je počet slotů na pól a fázi, tj. počet slotů obsazených vinutím každé fáze v rámci jednoho pólového dělení:

kde z je počet statorových slotů.

Vinutí znázorněné na Obr. 1, a, má následující údaje:

I pro toto nejjednodušší vinutí se ukazuje prostorové zakreslení vodičů a jejich spojů složité, proto je obvykle nahrazeno rozšířeným schématem, kde jsou vodiče vinutí znázorněny tak, že nejsou umístěny na válcové ploše, ale na rovině ( válcová plocha s drážkami a vinutím je „rozložena“ do roviny). Na Obr. 2 a je uvedeno podrobné schéma uvažovaného statorového vinutí.

Na předchozím obrázku bylo pro jednoduchost ukázáno, že část fáze A vinutí, uložená ve štěrbinách 1 a 4, sestává pouze ze dvou vodičů, tj. z jednoho závitu. Ve skutečnosti se každá taková část vinutí na jeden pól skládá z w závitů, tj. v každé dvojici štěrbin je w vodičů sdružených do jedné cívky. Proto při objíždění např. fáze A ze slotu 1 v rozšířeném obvodu je potřeba před přechodem na slot 1 objet sloty 4 a 7 w krát. Vzdálenost mezi stranami závitu jedné cívky, popř. stoupání vinutí y je znázorněno na Obr. 1, g; obvykle se vyjadřuje v počtu slotů.

Rýže. 3. Štít asynchronního stroje

Na Obr. 1 a 2 statorová vinutí se nazývají jednovrstvá, protože jsou uložena v jedné vrstvě v každé štěrbině. Aby bylo možné umístit přední části protínající se v rovině, jsou ohnuty podél různých povrchů (obr. 2, b). Jednovrstvá vinutí se vyrábí s roztečí rovnou pólovému dělení (obr. 2, a), nebo je tato rozteč rovna průměrně pólovému dělení pro různé cívky téže fáze, je-li y > 1, y < 1. V současné době jsou běžnější dvouvrstvá vinutí.

Začátek a konec každé ze tří fází vinutí jsou zobrazeny na panelu stroje, kde je šest svorek (obr. 3). Na horní svorky C1, C2, SZ (začátek fází) jsou přivedeny tři lineární vodiče z třífázové sítě. Spodní svorky C4, C5, C6 (konce fází) jsou buď v jednom bodě propojeny dvěma vodorovnými propojkami, nebo je každá z těchto svorek spojena svislou propojkou s horní svorkou ležící nad ní.

V prvním případě tvoří tři fáze statoru hvězdicové zapojení, ve druhém zapojení do trojúhelníku. Pokud je např. jedna fáze statoru dimenzována na napětí 220 V, pak by lineární napětí sítě, do které je motor připojen, mělo být v případě zapojení statoru do trojúhelníku 220 V; když je zapnuto hvězdičkou, mělo by být síťové napětí sítě

Když je stator zapojen do hvězdy, nulový vodič není napájen, protože motor je symetrická zátěž pro síť.

Rotor asynchronního stroje je sestaven z lisovaných plechů izolované elektrooceli na hřídeli nebo na speciální nosné konstrukci. Radiální mezera mezi statorem a rotorem je provedena co možná nejmenší, aby byl zajištěn nízký magnetický odpor v dráze magnetického toku procházejícího oběma částmi stroje.

Nejmenší mezera, kterou umožňují technologické požadavky, se pohybuje od desetin milimetru do několika milimetrů v závislosti na výkonu a rozměrech stroje. Vodiče vinutí rotoru jsou umístěny v drážkách podél tvořících přímek rotoru přímo na jeho povrchu, aby bylo zajištěno co největší spojení vinutí rotoru s točivým polem.

Asynchronní stroje se vyrábějí jak s fázovými, tak s rotory nakrátko.

Rýže. 4. Navinutý rotor

Fázový rotor má obvykle třífázové vinutí, podobné vinutí statoru, se stejným počtem pólů. Vinutí je zapojeno do hvězdy nebo trojúhelníku; tři konce vinutí jsou vyvedeny na tři izolované sběrací kroužky, které se otáčejí s hřídelí stroje. Prostřednictvím kartáčů namontovaných na stacionární části stroje a kluzných po sběracích kroužcích je k rotoru připojen třífázový spouštěcí nebo nastavovací reostat, tj. do každé fáze rotoru je přiváděn aktivní odpor. Vzhled navinutého rotoru je na Obr. 4 jsou na levém konci hřídele vidět tři sběrací kroužky. Asynchronní motory s vinutým rotorem se používají tam, kde je požadována plynulá regulace otáček hnaného mechanismu a také při častém startování motoru pod zátěží.

Konstrukce rotoru s klecí nakrátko je mnohem jednodušší než u fázového rotoru. Pro jeden z návrhů na Obr. 5 znázorňuje tvar plechů, ze kterých je sestaveno jádro rotoru. V tomto případě otvory v blízkosti vnějšího obvodu každého listu tvoří podélné drážky v jádru. Do těchto drážek se nalije hliník, po vytvrdnutí se v rotoru vytvoří podélné vodivé tyče. Na obou koncích rotoru jsou současně odlity hliníkové kroužky, které zkratují hliníkové tyče. Výsledný vodivý systém se obvykle nazývá klec pro veverky.

Rýže. 5. Rotor s klecí nakrátko

Klecový rotor je znázorněn na obr. 5, b. Na koncích rotoru jsou viditelné ventilační lopatky, odlité integrálně se zkratovacími kroužky. V tomto případě jsou drážky zkoseny jedním dělením drážky podél rotoru. Klec nakrátko je jednoduchá, nemá kluzné kontakty, proto jsou nejlevnější, nejjednodušší a nejspolehlivější třífázové asynchronní motory s rotorem nakrátko; jsou nejčastější.

Telegramový kanál pro ty, kteří se chtějí každý den učit nové a zajímavé věci: Škola pro elektrikáře