Co to jest wirnik i stojan w silniku elektrycznym
Co to jest wirnik?
Wirnik, zwany także czasami kotwicą, jest ruchomą, to znaczy częścią obrotową w generatorze lub silnikach elektrycznych, które są powszechnie stosowane w sprzęcie domowym i przemysłowym.
Jeśli weźmiemy pod uwagę wirnik silnika prądu stałego lub uniwersalny silnik komutatora, składa się on z kilku głównych elementów, a mianowicie:
- Rdzeń Wykonany jest z wielu wytłoczonych cienkich metalowych płyt izolowanych od siebie specjalnym dielektrykiem lub po prostu folią tlenkową, która przewodzi prąd znacznie gorzej niż czysty metal. Rdzeń jest z nich czerpany i jest „warstwowym ciastem”. W rezultacie elektrony nie mają czasu na przyspieszenie ze względu na małą grubość metalu, a nagrzewanie wirnika jest znacznie mniejsze, a wydajność całego urządzenia jest wyższa ze względu na zmniejszenie strat. Ta decyzja projektowa została podjęta w celu zmniejszenia Prądy wirowe Foucaultaktóre nieuchronnie występują podczas pracy silnika z powodu odwrócenia magnesowania rdzenia. Tę samą metodę radzenia sobie z nimi stosuje się również w transformatorach prądu przemiennego.
- Uzwojenia Wokół rdzenia w specjalny sposób nawinięty jest drut miedziany pokryty izolacją lakierniczą, aby zapobiec pojawieniu się niedopuszczalnych zwojów. Całe uzwojenie jest dodatkowo impregnowane żywicą epoksydową lub lakierem w celu zamocowania uzwojeń, aby nie zostały uszkodzone przez wibracje spowodowane obrotem.
- Uzwojenia wirnika można podłączyć do kolektora - specjalnej jednostki ze stykami, bezpiecznie zamocowanej na wale. Styki te nazywane są lamelkami; są wykonane z miedzi lub jej stopu w celu lepszego przenoszenia prądu elektrycznego. Szczotki, zwykle wykonane z grafitu, ślizgają się po nim, aw odpowiednim momencie do uzwojeń doprowadzany jest prąd elektryczny. Nazywa się to przesuwnym kontaktem.
- Sam wał jest metalowym prętem, na jego końcach znajdują się gniazda łożysk tocznych, może mieć gwinty lub wgłębienia, rowki na klucz do montażu kół zębatych, kół pasowych lub innych części napędzanych silnikiem elektrycznym.
- Wirnik wentylatora jest również umieszczony na wale, aby silnik sam się ochłodził i nie musiał instalować dodatkowego urządzenia do rozpraszania ciepła.
Warto zauważyć, że nie każdy wirnik ma uzwojenia, które w istocie są elektromagnesem. Zamiast tego można zastosować magnesy trwałe, jak w bezszczotkowych silnikach prądu stałego. Ale silnik asynchroniczny z wirnikiem klatkowym w swojej zwykłej postaci w ogóle nie ma uzwojeń; zamiast tego stosuje się metalowe pręty klatkowe, ale więcej o tym poniżej.
Co to jest stojan?
Stojan jest stałą częścią silnika elektrycznego. Zwykle jest on połączony z korpusem urządzenia i jest częścią cylindryczną. Składa się również z wielu płyt zmniejszających nagrzewanie z powodu prądów Foucaulta, lakierowanych niezawodnie. Na końcach znajdują się gniazda łożysk ślizgowych lub tocznych.
Konstrukcja nazywa się pakietem stojana; jest wciskana w żeliwną obudowę urządzenia. Wewnątrz tego cylindra wykonano rowki dla uzwojeń, które, podobnie jak dla wirnika, są impregnowane specjalnymi związkami, dzięki czemu ciepło jest równomiernie rozprowadzane w urządzeniu, a uzwojenia nie ocierają się o siebie wibracjami.
Uzwojenia stojana można podłączyć na różne sposoby, w zależności od przeznaczenia i rodzaju maszyny elektrycznej. W przypadku silników trójfazowych obowiązują typy połączeń w gwiazdę i trójkąt. Są one przedstawione na schemacie:
Aby wykonać połączenia, na obudowie urządzenia znajduje się specjalna skrzynka przyłączeniowa („bor”). Początki i końce trzech zwojów są wyświetlane w tej skrzynce i dostarczane są specjalne bloki zaciskowe o różnych konstrukcjach, w zależności od mocy i przeznaczenia maszyny.
Istnieją poważne różnice w działaniu silników z różnymi połączeniami uzwojeń. Na przykład, po połączeniu gwiazdą, silnik uruchomi się płynnie, ale nie będzie możliwe uzyskanie maksymalnej mocy. Po połączeniu trójkątem silnik elektryczny wyda cały moment deklarowany przez producenta, ale w tym przypadku prądy rozruchowe osiągają wysokie wartości. Sieć energetyczna może po prostu nie być zaprojektowana do takich obciążeń. Używanie urządzenia w tym trybie jest obarczone nagrzewaniem przewodów, aw słabym miejscu (są to punkty połączeń i złącza) drut może się wypalić i spowodować pożar. Główną zaletą silników indukcyjnych jest wygoda w zmianie kierunku ich obrotu, wystarczy zamienić połączenie dowolnych dwóch uzwojeń.
Stojan i wirnik w silnikach indukcyjnych
Trójfazowe silniki asynchroniczne mają swoje własne cechy, wirnik i stojan w nich różnią się od tych stosowanych w innych typach silników elektrycznych. Na przykład wirnik może mieć dwie konstrukcje: klatkę wiewiórkową i fazę. Rozważ bardziej szczegółowo cechy strukturalne każdego z nich. Jednak w przypadku starterów przyjrzyjmy się pokrótce, jak działa silnik asynchroniczny.
W stojanie powstaje wirujące pole magnetyczne. Indukuje indukowany prąd na wirniku i tym samym wprawia go w ruch. Dlatego wirnik zawsze próbuje „dogonić” wirujące pole magnetyczne.
Należy również wspomnieć o tak ważnej funkcji silnika indukcyjnego, jak przesuwanie się wirnika. Zjawisko to polega na różnicy między prędkościami wirnika a polem magnetycznym wytwarzanym przez stojan. Wyjaśnia to dokładnie fakt, że prąd jest indukowany w wirniku tylko wtedy, gdy porusza się on względem pola magnetycznego. A gdyby prędkości obrotowe były takie same, ruch ten po prostu nie wystąpiłby. W rezultacie wirnik próbuje „nadążyć” za wirującym polem magnetycznym, a jeśli tak się stanie, prąd w uzwojeniach przestaje być indukowany, a wirnik zwalnia. W tym momencie siła działająca na niego rośnie, zaczyna znów przyspieszać. W ten sposób uzyskuje się efekt stabilizacji prędkości obrotowej, na którą te silniki elektryczne są bardzo poszukiwane.
Wirnik klatkowy
Reprezentuje również strukturę składającą się z metalowych płyt, które pełnią funkcję rdzenia. Jednak zamiast miedzianego uzwojenia instalowane są tam pręty lub pręty, które nie stykają się ze sobą i są zwarte metalowymi płytkami na końcach. W tym przypadku pręty nie są prostopadłe do płytek, ale są skierowane pod kątem. Odbywa się to w celu zmniejszenia pulsacji pola magnetycznego i momentu. W ten sposób uzyskuje się zwarcia i stąd pochodzi nazwa.
Wirnik fazowy
Główną różnicą między wirnikiem fazowym a zwartym jest obecność uzwojenia trójfazowego, ułożonego w rowkach rdzenia i połączonego w specjalnym kolektorze z trzema pierścieniami zamiast lamel. Uzwojenia te są zwykle połączone „gwiazdą”. Takie silniki elektryczne są bardziej pracochłonne w produkcji ze względu na złożoność konstrukcji, jednak ich prądy rozruchowe są niższe niż w przypadku silników z wirnikiem klatkowym i są również bardziej podatne na regulację.
Mamy nadzieję, że po przeczytaniu tego artykułu nie będziesz już mieć pytań o to, czym jest wirnik i stojan silnika elektrycznego i jaka jest ich zasada działania. Na koniec zalecamy obejrzenie filmu, w którym ten problem jest wyraźnie rozważony:
Powiązane materiały:
Ładowanie ...
