Двигун з короткозамкнутим ротором

A. Статор двигуна з короткозамкненим ротором
1. Сердечник статора виготовлений із взаємно ізольованих листів кремнієвої сталі товщиною 0.50 мм (холоднокатана кремнієва сталь). На внутрішньому колі листів кремнієвої сталі є рівномірно розподілені прорізи, які використовуються для вбудовування трифазних обмоток статора.
2. Обмотки статора, три групи обмотані емальованими проводами і симетрично вмонтовані в однакові дротяні щілини в пазах сердечника статора (пази ізольовані ізоляційним папером та ізоляційним покриттям). Ці трифазні обмотки можна з'єднувати у вигляді зірки або зірки. трикутник.
3. Рама: Рама виготовлена ​​з чавуну або литої сталі. Його функція полягає в фіксації сердечника і обмоток.

Функція статора двигуна з короткозамкненим ротором

Генерація обертового магнітного поля
Статор є ключовою частиною двигуна з короткозамкненим ротором, який створює обертове магнітне поле. Коли трифазний змінний струм протікає в обмотки статора, магнітні поля, створені трифазними струмами у внутрішньому просторі осердя статора, синтезуються в обертове магнітне поле, оскільки трифазні струми відрізняються один від одного на електричний кут 120 градусів за часом. Швидкість обертання цього обертового магнітного поля (яка є частотою джерела живлення, є кількістю полюсів двигуна). Наприклад, синхронна швидкість обертового поля в двигуні з 4-полюсним ротором із короткозамкненим ротором із частотою живлення 50 Гц. Це обертове магнітне поле схоже на невидиму «руку влади» і є основою здатності двигуна перетворювати електричну енергію в механічну.
Розташування обмоток статора та спосіб їх з’єднання має вирішальне значення для створення правильного обертового магнітного поля. Зазвичай використовуються трифазні двошарові обмотки або одношарові обмотки, а кількість витків, діаметр дроту та інші параметри обмоток будуть розроблені відповідно до потужності двигуна, напруги та інших вимог. Існує два типи з’єднання обмоток: з’єднання зіркою (Y) і з’єднанням трикутником (△), і різні методи з’єднання впливатимуть на продуктивність двигуна з точки зору напруги, струму та потужності. Наприклад, при з'єднанні зіркою мережева напруга вдвічі перевищує фазну напругу; у з’єднанні трикутником струм лінії вдвічі перевищує струм фази.
Встановлення ланцюга магнітного поля двигуна
Сердечник статора є основним шляхом для магнітного поля двигуна. Як правило, він виготовляється з ламінованих листів кремнієвої сталі, які мають характеристики високої проникності та низьких втрат заліза. Коли в обмотки статора подається струм для створення магнітного поля, магнітне поле в основному зосереджується всередині сердечника, утворюючи замкнутий контур уздовж форми сердечника. Встановлення цієї петлі магнітного поля дозволяє магнітному полю ефективно діяти на ротор, підвищуючи ефективність електромагнітного перетворення двигуна. Без сердечника статора магнітне поле сильно просочувалося б у навколишній простір і не могло б ефективно приводити ротор до обертання.
Форма і розмір сердечника статора також впливають на продуктивність двигуна. Зазвичай внутрішній діаметр сердечника статора визначає розмір ротора, тоді як зовнішній діаметр пов’язаний з такими факторами, як потужність і тепловиділення двигуна. Наприклад, для двигунів з короткозамкненим ротором великої потужності розмір сердечника статора буде відповідно збільшено, щоб мати змогу витримувати більшу електромагнітну силу та генерувати достатнє магнітне поле, а його структурна конструкція також враховуватиме кращий спосіб розсіювання тепла, щоб запобігти перегріву сердечника та погіршенню магнітних властивостей.
Інтерфейс для введення електроенергії
Обмотка статора є інтерфейсом для отримання електричної енергії двигуном. Зовнішній трифазний джерело живлення змінного струму підключається до клем обмотки статора через кабель для подачі електричної енергії в двигун. У цьому процесі обмотка статора виконує роль направляючої електричної енергії джерела живлення всередину двигуна. Відповідно до номінальної напруги та номінального струму двигуна, рівень ізоляції обмотки статора, площа поперечного перерізу дроту та інші параметри будуть розроблені відповідно. Наприклад, для двигунів з високою напругою обмотки статора повинні бути ізольовані ізоляційним матеріалом вищого класу, щоб запобігти пробою ізоляції між обмотками або між обмотками та залізним сердечником.
Характеристики опору та індуктивності обмоток статора також можуть впливати на продуктивність двигуна. Опір спричиняє втрату електричної енергії (струму, опору) в обмотках, і ця втрата виділяється у вигляді тепла, знижуючи ефективність двигуна. З іншого боку, індуктивність впливає на реактивну потужність і коефіцієнт потужності двигуна. Продуктивність двигуна можна оптимізувати шляхом розумного проектування параметрів обмотки статора. Наприклад, зменшення опору обмотки зменшує втрати міді та покращує ККД двигуна; розумне регулювання індуктивності покращує коефіцієнт потужності.
Визначте кількість полюсів і синхронну швидкість двигуна
Кількість полюсів обмотки статора визначає кількість пар полюсів двигуна, що в свою чергу визначає синхронну швидкість обертового магнітного поля двигуна. Кількість полюсів є важливим параметром двигуна, і різна кількість полюсів підходить для різних застосувань. Наприклад, синхронна швидкість 2-полюсних двигунів вища, що підходить для випадків, коли потрібна висока вихідна швидкість, як-от високошвидкісні вентилятори, малі насоси тощо; 4-полюсні двигуни мають помірну синхронну швидкість, ширший діапазон застосувань, як-от приводи загального промислового обладнання, компресори кондиціонерів тощо; 6-полюсні або 8-полюсні двигуни мають нижчу синхронну швидкість, придатні для низьких швидкостей, що вимагають великого крутного моменту, як-от крани, конвеєрні стрічки тощо.
Кількість полюсів двигуна зазвичай можна визначити розподілом обмоток статора. При виробництві двигунів обмотки статора поділяються на різні фазні смуги відповідно до вимог конструкції, а кількість обмоток у кожній фазовій смузі та положення розподілу визначають кількість полюсів двигуна. Вибираючи двигун, користувач може визначити відповідну кількість полюсів відповідно до фактичних вимог застосування (таких як швидкість, крутний момент тощо), щоб вибрати відповідний двигун з короткозамкненим ротором.

B. Ротор роторного двигуна з кліткою
1. Сердечник ротора виготовлений із взаємно ізольованих листів кремнієвої сталі завтовшки 0.50 мм (холоднокатана кремнієва сталь).

2. Обмотка ротора
1) Біляча клітка - асинхронний двигун з короткозамкненою кліткою (литий алюміній)
2) Намотаний асинхронний двигун (намотаний мідний дріт)
3. Обертовий вал, механічне навантаження додається до обертового валу

Функції ротора двигуна з короткозамкнутим ротором

Генерація електромагнітного моменту
Коли двигун з короткозамкненим ротором працює, обмотка статора живиться трифазним змінним струмом для створення обертового магнітного поля. Через відносний рух між направляючими роторами та обертовим магнітним полем напрямні ротора зменшуватимуть магнітну індуктивність для генерування індукованого струму. Ці напрямні з індукованими струмами знаходяться в обертовому магнітному полі. Сили, що діють на багато напрямних ротора, утворюють комбіновану силу, яка створює електромагнітний крутний момент, який дозволяє ротору слідувати за обертовим магнітним полем статора, таким чином перетворюючи електричну енергію в механічну. Наприклад, у промисловому застосуванні, коли двигун приводить в рух конвеєрну стрічку, електромагнітний крутний момент діє на ротор, змушуючи його обертатися, що, у свою чергу, змушує конвеєрну стрічку рухатися, реалізуючи транспортування матеріалу.
Регулювання швидкості двигуна
Швидкість обертання двигуна з короткозамкненим ротором тісно пов’язана зі швидкістю наростання, яка, у свою чергу, пов’язана з робочим станом ротора. Швидкість обертання (де – синхронна швидкість обертового магнітного поля статора, а – фактична швидкість ротора). Під час роботи двигуна при зміні навантаження відповідно змінюється частота обертання ротора, що призводить до зміни швидкості повороту. Наприклад, при збільшенні навантаження швидкість обертання ротора зменшується, а швидкість обертання зростає. Згідно з принципом електромагнітної індукції, збільшення швидкості розбіжності призводить до відносного збільшення швидкості напрямних роторів, що ріжуть магнітну індуктивність, індукційний струм збільшується, а електромагнітний крутний момент збільшується, доки електромагнітний крутний момент не буде повторно збалансований із момент навантаження, і двигун стабільно працює на новій швидкості.