Статор асинхронного двигателя: устройство и принцип работы
Если у электромотора скорость вращения ротора не соответствует частоте вращения электромагнитного поля, которое создают обмотки статора, то такой электродвигатель называется асинхронным или индукционным. Этот тип двигателя был разработан в 1889 году русским инженером М.О.Доливо-Добровольским. Его применяют и сейчас.
- Станки и транспортеры;
- подъемно-транспортная техника и устройства автоматики;
- приводы вентиляторного и насосного оборудования — вот далеко не полный перечень областей применения асинхронных двигателей.
80 % всех производимых промышленностью электромоторов являются асинхронными, благодаря многочисленным преимуществам такого типа привода. Он:
Тем не менее, выбирая электромотор, следует помнить о таких его недостатках, как:
- ограничение количества оборотов частотой сети (при частоте 3-фазной сети 50 Гц, он дает примерно 3000 об/минуту);
- сложность регулировки скорости вращения рабочего вала;
- зависимость вращающего момента от напряжения в сети;
- высокая величина пускового тока;
- слабость усилия при включении.
Принцип работы подобного двигателя довольно прост: неподвижная часть, называемая статором, формирует вращающееся магнитное поле. Это поле взаимодействует с электромагнитным полем подвижной части, называемой ротором, принуждая ротор вращаться. При неизменной конструкции статора двигатели могут иметь или фазный, или короткозамкнутый ротор.
Коллекторный двигатель переменного тока: схема подключения
Устройство статора
- Корпус. Должен изготавливаться из немагнитного материала – чугуна или алюминия. Если размеры двигателя велики, при изготовлении корпуса применяют сварку. Двигателям этого типа свойственно воздушное охлаждение. Для повышения теплоотдачи на поверхности корпуса располагаются ребра. Подшипниковые щиты, кожух вентилятора и клеммную коробку тоже устанавливают снаружи. Лапы или фланцы на корпусе двигателя служат для его крепления.
- Сердечник. Его набирают из пластин, изготовленных из электротехнической стали толщиной порядка 0,5 мм. Благодаря этому уменьшаются вихревые токи. Собранные в пакеты пластины сердечника скрепляются скобами или швами и покрываются несколькими слоями изоляционного лака. Сердечник закрепляют в станине с помощью стопорных болтов.
- Обмотки статора. Сдвинутые относительно друг друга на 120 градусов обмотки (обычно 3 штуки), вкладываются в пазы на внутренней стороне сердечника. Их изготавливают в основном из изолированного медного, а временами и алюминиевого провода круглого или квадратного сечения. Электромотор подключают к трехфазной сети через клеммную коробку, на которую выводятся концы обмоток.
- звездой, когда концы всех обмоток соединяются в одной точке для подключения двигателя в сеть 380В;
- треугольником, когда обмотки соединяются последовательно в замкнутый контур для подключения двигателя в сеть 220В.
Следует иметь в виду, что на корпусе каждого конкретного двигателя закреплена табличка, на которой указываются его рабочие напряжения. Треугольником подключают наименьшее из указанных напряжений, а звездой – наибольшее. При нарушении этого правила обмотки статора довольно быстро перегорят, и мотор придется ремонтировать.
Итак, зная устройство и принцип работы статора асинхронного двигателя и принимая во внимание все, изложенное выше, вы сможете сделать правильный выбор при приобретении электромотора.
Ротор (якорь)
Как и в любом электродвигателе, принцип работы коллекторного двигателя основан на взаимодействии магнитных полей статора и ротора, через которые проходит электрический ток. Коллекторный двигатель стиральной машины имеет последовательную схему подключения обмоток. В этом легко убедится рассмотрев его развёрнутую схему подключения к электрической сети (Рис.7).
У коллекторных двигателей стиральных машин, на контактной колодке может быть от 6 до 10 задействованных контактов. На рисунке представлены все максимальные 10 контактов и всевозможные варианты подключения узлов двигателя.
Порядок расположения контактов клеммной колодки коллекторного двигателя стиральной машины выбран произвольно.
На схеме, оранжевыми стрелочками условно показано направление тока по проводникам и обмоткам двигателя. От фазы (L) ток идёт через одну из щёток на коллектор, проходит по виткам обмотки ротора и выходит через другую щётку и через перемычку ток последовательно проходит по обмоткам обеих секций статора доходя до нейтрали (N).
Такой тип двигателя независимо от полярности подаваемого напряжения вращается в одну сторону, так как за счёт последовательного соединения обмоток статора и ротора смена полюсов их магнитных полей происходит одновременно и результирующий момент остаётся направленным в одну сторону.
Внимание! Представленная схема подключения коллекторного двигателя напрямую, не имеет средств электрической защиты от короткого замыкания и устройств ограничивающих ток. При таком подключении от бытовой сети, двигатель развивает полную мощность, поэтому не следует допускать длительного прямого включения.
Статор асинхронного двигателя: устройство, принцип работы — ООО «СЗЭМО Электродвигатель»
Проверка и ремонт
После нескольких лет эксплуатации мастер должен проверять электромотор. Ремонт после проведенного осмотра может быть текущим или капитальным. Это повышает надежность работы мотора.
Капитальный ремонт подразумевает полную разборку конструкции. При этом ротор вынимается, чистится, а также производится проверка и осмотр статора. При необходимости мастер устраняет выявленные дефекты. Также после проведения всех осмотров, замены неисправных деталей мастер производит испытания работы оборудования.
В некоторых случаях не требуется полностью разбирать электромотор. Ремонт текущий предполагает лишь произвести чистку и обдувку статора при снятой задней крышке двигателя. В доступных местах производится осмотр обмоток.
Периодичность и тип ремонта зависит от условий эксплуатации оборудования. На это влияют загрязненность воздуха, температура окружающей среды, а также требования производителя. Капитальный ремонт чаще всего выполняют с периодичностью раз в 3-5 лет, а текущий – раз или два раза в год.
Ротор электродвигателя — что это?
Стоит ли выполнять перемотку самостоятельно?
Ремонтируя статор асинхронного электродвигателя , который чаще всего сегодня применяется в бытовой и промышленной технике, недостаточно опытный мастер может столкнуться с рядом трудностей. В этом случае он может обратиться в сервисные службы, где специалисты за отдельную плату выполнят перемотку в соответствии со всеми правилами.
Перемотка электродвигателей, цена которой сегодня установлена сервисными центрами, обойдется около 2-4 тыс. руб. Однако для более мощных двигателей расценки значительно увеличиваются. Процедура может достигать 135 тыс. руб. за перемотку больших промышленных двигателей.
Видео-ответ
- электронная схема подает сигнал на затвор симистора,
- затвор открывается, по обмоткам статора течет ток, придавая вращение якорю М двигателя,
- тахогенератор преобразует в электрические сигналы мгновенные величины частоты вращения, в результате формируется обратная связь с импульсами управления,
- в результате ротор вращается равномерно при любых нагрузках,
- реверс электродвигателя осуществляется с помощью реле R1 и R
