Ротор на асинхронен двигател с фазов ротор: приложение в асинхронни машини

2024 Автор: Erin Ralphs | [email protected]. Последно модифициран: 2024-02-19 12:27

Андукционният двигател е електрическа машина, предназначена да преобразува електрическата енергия в механична. Дизайнът се състои от няколко части, но днес ще разгледаме само движещата се част на електродвигателя - ротора. Ще обърнем внимание и на това как е подреден роторът на асинхронен двигател с фазов ротор.

Дизайн на ротора

Най-често устройството на ротора на асинхронен двигател изглежда така: роторът е стоманен вал, върху който са притиснати плочи от студено валцувана анизотропна електрическа стомана. Роторът е направен от пластини, които са изолирани една от друга със слой от оксиден филм. Това е необходимо за намаляване на вихровите токове, които влияят на ефективността на двигателя.

Видове намотки на ротора на асинхронен двигател

След това ще анализираме още една точка. Трябва да разберем какви са намотките на ротора на асинхронния двигател, за какво са те, разновидности, конструктивни характеристики, както и методи на полагане. Има 2 вида намотки на ротора: с катерица и фазов ротор. Ротор с катерична клетка е по-често срещан, той е по-евтин за изпълнение от фазов ротор.

Двигателите с такъв ротор изискват по-малко поддръжка, отколкото с фазов ротор. Фазовият ротор се използва по-рядко, той е малко по-скъп в изпълнение, а също така изисква по-честа поддръжка поради наличието на плъзгащи пръстени. По-нататък ще стане ясно защо инженерите са въвели този дизайн. Сега нека поговорим по-конкретно за всеки ротор.

ротор с клетка за катерици

На ротора на асинхронен електродвигател има намотки, които са запълнени или запоени в канали. За машини с ниска и средна мощност материалът на намотката обикновено е алуминий, а за по-мощни - мед. Това е необходимо, за да се създаде електромагнит, който сякаш ще следва въртящия се магнитен поток. Роторът се магнетизира под въздействието на магнитно поле, въртящо се в пространството.

Ето как се оказва, че роторът има свое собствено магнитно поле, което като че ли следва въртящото се магнитно поле, разположено в статора. Този дизайн на намотките на ротора се нарича "катерична клетка". Клетката за катерици е в директен контакт с ротора и, подобно на трансформатор, върху нея се индуцира магнитно поле и съответно определена електродвижеща сила. Въпреки това напрежението е нула. Токът на ротора на асинхронния двигател варира в зависимост от механичното натоварване на вала. Колкото по-голямо е натоварването, толкова по-висок е токът, протичащ в намотките на ротора.

Фазов ротор

Основната част от конструкцията е подредена като ротор с катерична клетка. Същият стоманен вал, върху който са притиснати плочи от електрическа стомана с канали. Характеристика на ротора на асинхронен двигател с фазов ротор е наличието в жлебовете не на наводнена или запоена намотка, а на конвенционална медна намотка, положена, както в статора. Тези намотки са свързани със звезда.

Тоест, всички краища са в един обрат, а останалите 3 края се извеждат до плъзгащи пръстени. Фазовият ротор е направен за ограничаване на стартовия ток. Към плъзгащите пръстени са закрепени медно-графитни четки, които се плъзгат върху тях. След това контактите обикновено се отстраняват от четките в маркова кутия, където стартовият ток се регулира или от реостат, или от течен реостат чрез промяна на дълбочината на потапяне на електродите в електролита.

Както вече споменахме, тази мярка ви позволява да ограничите стартовия ток. За да се намали износването на четките, съвременните електродвигатели са оборудвани с дизайн, който след стартиране накланя четките и късо свързва всички намотки една към друга. Когато двигателят спре, четките се връщат на мястото си.

Характеристики на поддръжка на задвижването с фазов ротор

Поддръжката на ротора на асинхронен двигател с фазов ротор е редовна проверка на четките, плъзгащите пръстени, проверка на състоянието или нивото на течността в реостата. Също така си струва да проверите потопените електроди. Според резултатите от проверката на ротора на асинхронниядвигател с фазов ротор, ако е необходимо, четките трябва да бъдат сменени, но майсторите все пак незабавно съветват да избършете плъзгащите пръстени и кухината, където са разположени пръстените с парцал. Тъй като абразивът е електропроводим, той създава риск от неизправност или дори късо съединение.

Ако плъзгащите пръстени са износени, сменете ги. Ако пръстените се износват твърде бързо, това означава, че четките са използвани от грешен материал. Те също могат да имат черупки, но те се демонтират и след това се шлайфат на няколко прохода, така че повърхността в съседство с четките да е гладка. Тази работа се извършва на струг за поддържане на центровката.

Скорост на въртене

Броят на двойките полюси определя скоростта на ротора на асинхронния двигател, тя е не повече от 3000 фута, когато е свързана директно към нашата мрежа. Това се дължи на честотата на мрежата от 50 Hz. Именно с тази скорост се върти магнитният поток в статора на електродвигателя. Роторът зад него е малко закъснял, поради което двигателят е асинхронен. Закъснението е структурно определено и се задава отделно за всеки двигател.

С 1 двойка полюси скоростта на въртене на магнитното поле ще бъде 3000 rpm, с 2 двойки полюси - 1500 rpm, с 4 - 750 rpm. Ако е необходимо да се увеличи или регулира броят на оборотите в минута, без да се правят значителни промени, в дизайна е инсталиран честотен преобразувател. Честотният преобразувател може да извежда както 100, така и 200 Hz. За да намерите скоростта, използвайтеформула (6050)/1=3000, където:

• 1 – брой двойки полюси;

• 60 – константа;

• 50 – честота;

• 3000 - обороти в минута на магнитното поле при дадена честота.

Да предположим, че можем да регулираме честотата на някакъв двигател и да я повишим до 75Hz. Нека използваме формулата, за да намерим скоростта на въртене: 1/(6075)=4500 rpm. Сега разглобихме факта, че скоростта на ротора на асинхронния двигател не зависи от самия ротор, а зависи от броя на двойките полюси.

В заключение искаме да кажем, че в битовата версия на практика никога не се срещат електрически машини с фазов ротор. Тези машини са предназначени за промишлена употреба на места, където спадовете на напрежението са нежелателни. Това важи и за огромни машини, чийто пусков ток може да бъде до 20 пъти по-висок от номиналния ток. Инсталирането на такива машини предполага спестяване на ресурси и пари по време на инсталацията. Скоростта на въртене не се влияе от това кой ротор в асинхронния двигател: с фазов или с катеричен ротор.