Роторът на асинхронен двигател с фазов тип ротор: приложение в асинхронни машини

Асинхронният двигател е електрическа машина, предназначена да преобразува електрическата енергия в механична. Конструкцията се състои от няколко части, но днес ще разгледаме само подвижната част на двигателя - ротора.Ще се спрем и на това как е конструиран роторът на асинхронен двигател с фазово навит ротор.

Конструкция на ротора

Най-разпространената форма на ротор на асинхронен двигател е стоманен вал, върху който се пресоват студено валцувани анизотропни плочи от електрическа стомана. Роторът е изработен от пластини, които са изолирани помежду си със слой оксиден филм. Това е необходимо за Намаляване на вихровите токове, които влияят на ефективността на двигателя.

Видове намотки на ротора на асинхронни двигатели

Ще продължим да разглеждаме друг въпрос. Ще разберем какво представляват роторните намотки на асинхронния двигател, за какво се използват, какви видове и конструктивни особености имат и как се монтират. Съществуват 2 вида роторни намотки: клетъчна и фазова. Роторът с късо съединение е по-разпространен и по-евтин от фазовия ротор.

Двигателите с този ротор се нуждаят от по-малка поддръжка в сравнение с тези с фазов ротор. Фазовият ротор се използва по-рядко, той е малко по-скъп като конструкция и изисква по-често обслужване поради наличието на приплъзващи пръстени. По-долу става ясно защо инженерите са приложили този дизайн. Сега нека разгледаме по-отблизо всеки отделен ротор.

Късо съединение на ротора

Роторът на асинхронния електродвигател има намотки, които са вградени или запоени в гнездата. За машини с ниска и средна мощност материалът на намотката обикновено е алуминий, а за машини с по-висока мощност - мед. Това е необходимо, за да се създаде електромагнит, който ще се стреми да следва въртящото се магнитно поле. Роторът се намагнитва от въртящото се в пространството магнитно поле.

Така че роторът има собствено магнитно поле, което изглежда следва въртящото се магнитно поле, разположено в статора.Тази конструкция на намотката на ротора се нарича клетка на катерица. Клетката на катерицата е в пряк контакт с ротора и подобно на трансформатор индуцира магнитно поле, а оттам и определена двигателна сила. Въпреки това напрежението е нулево. Токът на ротора на асинхронния двигател се променя в зависимост от механичното натоварване на вала. Колкото по-голямо е натоварването, толкова по-голям е токът, протичащ в намотките на ротора.

Фазов ротор

Основната част на конструкцията е структурирана подобно на ротор с клетка на катерица. Същият стоманен вал, върху който са притиснати електрически стоманени плочи с прорези. Характерна особеност на асинхронния двигател с клетка на белката е, че роторните намотки не са навити в излята или споена верига, а са навити с обикновена медна намотка, както в статора. Тези намотки са свързани в звезда.

Това означава, че всички краища се усукват в една нишка, а останалите 3 края се извеждат към пръстена за приплъзване. Фазовият ротор е произведен така, че да ограничава пусковия ток. Медни графитни четки са прикрепени към плъзгащите се пръстени и се плъзгат по тях. След това от четките контактите обикновено се извеждат в кутия, където пусковият ток се регулира с реостат или течен реостат чрез промяна на дълбочината на електродите, потопени в електролита.

Както вече беше посочено, тази мярка позволява да се ограничи пусковият ток. Съвременните електродвигатели са оборудвани със структура за намаляване на износването на четките, която след пускане в действие изключва четките и свързва накъсо всички намотки. След като двигателят спре, четките се връщат в първоначалното си положение.

Особености на техническото обслужване на задвижване с фазов ротор

Поддръжката на асинхронен двигател с фазов тип ротор включва редовна проверка на четките, приплъзващите пръстени, състоянието или нивото на течността в реостата. Струва си да се разгледат и потопените електроди. При проверка на ротора на асинхронен двигател PE четките трябва да се подменят, ако е необходимо, но на майсторите се препоръчва също така да избършат с парцал контактните пръстени и кухината, в която са разположени пръстените. Тъй като абразивът е електропроводим, той създава риск от неизправност или дори късо съединение.

В случай на износване на контактните пръстени, те се подменят. Ако пръстените са се износили твърде бързо, това означава, че четките се използват за неправилен материал. Възможно е върху тях да има потъмнявания, но те се отстраняват и след това се шлайфат на няколко пъти, така че повърхността в близост до четките да е гладка. Тази работа се извършва на струг, за да се поддържа подравняването.

Скорост на въртене

Скоростта на ротора на асинхронен двигател се определя от броя на двойките полюси и е макс. 3000 когато е включен директно към нашата електрическа мрежа. Това се дължи на честотата на електрическата мрежа от 50 Hz. Това е скоростта, с която се върти магнитният поток в статора на електродвигателя. Роторът го следва с известно закъснение, което всъщност е причината двигателят да е асинхронен. Забавянето се дължи на конструкцията и е специфично за всеки двигател.

При 1 двойка полюси скоростта на въртене на магнитното поле е 3000 об/мин, при 2 двойки полюси - 1500 об/мин, при 4 двойки полюси - 750 об/мин. Ако искате да увеличите или контролирате оборотите без големи промени, можете да инсталирате честотен преобразувател. Изходната честота на честотния преобразувател може да бъде 100 Hz или 200 Hz. За да определите скоростта, използвайте формулата (60*50)/1 =3000, където:

- 1 е броят на двойките полюси;

- 60 е константа;

- 50 е честотата;

- 3000 - оборот в минута на магнитното поле при дадена честота.

Да предположим, че можем да регулираме честотата на някой двигател и да я повишим до 75 Hz. Нека използваме формулата, за да намерим скоростта на въртене: 1/(60*75) = 4500 об/мин. Вече разбрахме, че скоростта на ротора на асинхронния двигател не зависи от самия ротор, а от броя на двойките полюси.

В заключение бихме искали да кажем, че в домашните приложения електрическите машини с фазово навит ротор практически не се срещат. Тези машини са проектирани за промишлена употреба в области, където провисването на напрежението е нежелателно. Това се отнася и за огромни автомобили, чийто стартов ток може да бъде 20 пъти по-голям от номиналния. Инсталирането на тези машини означава спестяване на ресурси и разходи за монтаж. Скоростта не се влияе от това дали роторът на асинхронния двигател е с фазов или клетъчен ротор.