čo je stator a rotor v indukčnom motore

Stator je stacionárna (pevná) časť indukčného motora, namontovaná na ráme motora. Jeho primárnou funkciou je generovať rotujúce magnetické pole (RMF), keď je k nemu pripojené striedavé napájanie. Toto rotujúce magnetické pole je hnacou silou, ktorá vyvoláva pohyb v rotore.

1. Štruktúra statora

Stator pozostáva z troch hlavných častí:

• Jadro statora: Vyrobené z tenkých laminovaných plechov zo silikónovej ocele (hrúbka 0,35-0,5 mm) naskladaných na seba. Laminovanie sa vykonáva s cieľom minimalizovať straty vírivými prúdmi - prúdy indukované v jadre v dôsledku meniaceho sa magnetického poľa, ktoré by inak generovalo teplo a plytvalo energiou. Jadro má na svojom vnútornom povrchu štrbiny na uchytenie vinutí statora.

• Vinutie statora: Medené alebo hliníkové cievky navinuté do štrbín jadra statora. Vo väčšine indukčných motorov je stator trojfázovým vinutím (zapojené do hviezdy alebo trojuholníka), ktoré je napájané trojfázovým striedavým prúdom. Usporiadanie týchto vinutí je navrhnuté tak, že keď nimi preteká striedavý prúd, vytvára sa magnetické pole, ktoré sa otáča konštantnou rýchlosťou (synchrónna rýchlosť).

• Rám statora: Pevná vonkajšia konštrukcia (zvyčajne vyrobená z liatiny alebo hliníka), ktorá podopiera jadro statora a chráni vnútorné komponenty. Slúži aj ako chladič na odvádzanie tepla vznikajúceho počas prevádzky.

2.Funkcia statora

Keď sa do vinutí statora privádza trojfázový striedavý prúd, každá fáza vytvára magnetické pole, ktoré sa mení sínusovo s časom. Výsledkom kombinácie týchto troch fázových magnetických polí je jediné rotujúce magnetické pole (RMF), ktoré sa otáča okolo osi statora rýchlosťou nazývanousynchrónna rýchlosť(Ns). Synchrónne otáčky závisia od frekvencie AC napájania (f) a počtu pólových párov (P) v statore, ktoré sú dané vzorcom: Ns=(120f)/P. Toto rotujúce magnetické pole pretína vodiče rotora a vyvoláva elektromotorickú silu (EMF) v rotore-to je základ elektromagnetickej indukcie v motore.

Rotor je rotačná časť indukčného motora namontovaná na hriadeli, ktorý sa rozprestiera mimo rám motora. Nachádza sa vo vnútri statora s malou vzduchovou medzerou (zvyčajne 0,2-2 mm) medzi jadrami statora a rotora. Úlohou rotora je premieňať elektromagnetickú energiu indukovanú rotujúcim magnetickým poľom statora na mechanickú energiu, ktorá poháňa záťaž (napr. čerpadlá, ventilátory, dopravníky).

Typy a štruktúra rotora

V indukčných motoroch sa používajú dva hlavné typy rotorov, ktoré sa líšia svojou konštrukciou a aplikáciou:

1. Rotor vo veveričke

Toto je najbežnejší typ rotora, pomenovaný pre svoju podobnosť s klietkou veveričky. Jeho štruktúra zahŕňa:

• Jadro rotora: Podobne ako jadro statora je vyrobené z laminovaných plechov z kremíkovej ocele so štrbinami na vonkajšom povrchu.

• Rotorové tyče: Medené alebo hliníkové tyče vložené do štrbín jadra rotora. Tieto tyče sú na oboch koncoch skratované-dvoma hrubými medenými alebo hliníkovými krúžkami (nazývanými koncové krúžky), ktoré tvoria uzavretú slučku.

Rotor vo veveričke je jednoduchý, robustný, má nízke{0}}náklady a vyžaduje minimálnu údržbu, vďaka čomu je vhodný pre väčšinu priemyselných a domácich aplikácií (napr. ventilátory, čerpadlá, kompresory).

2. Navinutý rotor

Navinutý rotor (tiež nazývaný rotor so zberacími krúžkami) má zložitejšiu štruktúru, navrhnutú pre aplikácie, ktoré vyžadujú variabilnú rýchlosť alebo vysoký rozbehový moment (napr. žeriavy, výťahy, drviče). Jeho štruktúra zahŕňa:

• Jadro rotora: Laminované plechy zo silikónovej ocele so štrbinami na uchytenie vinutia rotora.

• Vinutie rotora: Troj{0}}fázové vinutia podobné vinutiam statora, zapojené do hviezdy. Tri konce vinutí sú spojené s tromi zbernými krúžkami namontovanými na hriadeli rotora.

• Klzné krúžky a kefy: Klzné krúžky sú v kontakte so stacionárnymi uhlíkovými kefami, ktoré umožňujú pripojenie externých odporov k vinutiu rotora. To umožňuje riadenie prúdu rotora, čím sa prispôsobujú otáčky motora a rozbehový moment.

Funkcia rotora

Keď rotujúce magnetické pole statora pretína vodiče rotora, Faradayov zákon elektromagnetickej indukcie indukuje v rotore EMF. Pretože vodiče rotora tvoria uzavretú slučku (buď prostredníctvom koncových krúžkov v rotoroch nakrátko alebo externých odporov v rotoroch s vinutím), toto indukované EMF generuje prúd v rotore (nazývaný prúd rotora). Prúd rotora interaguje s rotujúcim magnetickým poľom statora a vytvára mechanickú silu (Lorentzova sila), ktorá spôsobuje, že sa rotor otáča v rovnakom smere ako rotujúce magnetické pole.

Kľúčovou charakteristikou indukčných motorov je, že rýchlosť rotora (N) je vždy nižšia ako synchrónna rýchlosť (Ns) magnetického poľa statora-tento rozdiel sa nazývasklzu(s), dané vzorcom: s=(Ns - N)/Ns × 100 %. Pre vznik indukcie je potrebný sklz (ak sa rýchlosť rotora rovná synchrónnej rýchlosti, medzi magnetickým poľom a vodičmi rotora neexistuje žiadny relatívny pohyb, takže sa neindukuje žiadne EMF). Typické hodnoty sklzu pre indukčné motory sa pohybujú od 1 % do 5 % pri plnom zaťažení.