Статор в двигателе: Что такое Статор — Техническая Библиотека Neftegaz.RU

Из чего состоит статор электродвигателя?

Статором электродвигателя называется неподвижный узел электрооборудования, взаимодействующий с динамической его частью — ротором. Статоры являются важной частью синхронных и асинхронных двигателей. В первом типе электродвигателей на неподвижный механизм наматывается обмотка, а на асинхронных образцах располагается индуктор.

Статор состоит из двух основных деталей — основания и сердечника. Основание представляет собой отлитый или сварочный корпус, изготовленный с помощью чугунных или алюминиевых сплавов. 

Сердечник выполнен в виде вала из специальной стали толщиной от 0,35 до 0,5 мм, прошедшей дополнительный обжиг. В нем имеются специальные пазы для крепления перемотки электродвигателя, состоящей из жильных проводов, скрученных между собой параллельным способом. Данное соединение позволяет ослабить токи вихревого свойства.

 

Принципы перемотки статора

Электромагнитное поле статора создается с помощью трехфазной перемотки. В пазах электродвигателя крепятся определенное количество катушек, соединенных друг с другом. 

 

Варианты перемоток неподвижной части электродвигателей зависят от вида изоляции, выбор которой обусловлен следующими параметрами:

  • показатель максимального напряжения;
  • значение допустимой температуры перемотки;
  • габариты и тип паза;
  • вид обмотки.

В зависимости от способа размещения катушек в пазах статора перемотка двигателя осуществляется в один или два слоя. В качестве материала обмотки используют кабель из меди.

Проведение ремонта

Любому электрооборудованию, с течением времени, свойственны отказы в его работе. Причины поломок могут быть от банального загрязнения до воздействия внешних факторов. 

В случае нарушения работы, ремонт электродвигателя начинайте с чистки или продувки элементов статора. Затем, после удаления грязи и пыли, приступите к съему корпуса изделия для замены обмотки. На токарном станке, либо с помощью стамески срезается лицевая часть перемотки статора.

Для размягчения изолирующего материала статор следует разогнать до температуры около 200 градусов, после которой снимается обмотка, извлекается катушка и прочищаются пазы. После разборки электродвигателя новая обмотка статора устанавливается с помощью готовых шаблонов.

После установки катушки, её покрывают лаком, с последующей сушкой при температуре 150 градусов по Цельсию не менее двух часов.

Проверка электродвигателя на сопротивление между корпусом и обмоткой производится после высыхания всех частей статора. Регулировка оборудования под необходимые параметры возможна с помощью подбора кабеля для перемотки.

Теплоизоляция статора

В ходе эксплуатации не исключены случаи перегрева деталей и узлов при сбоях в работе двигателя. Повышение температуры перемотки статора связано с изменением значения потребляемого тока. Данный сбой происходит по причине размыкания электрической цепи, путем пропадания электрического сигнала одного из фазных проводов.

Другой причиной изменения температуры может являться механический износ подшипников. В этом случае страдает изоляция обмотки двигателя, приводя его в нерабочее состояние. 

В наши дни защита от перегрева используется практически на всех электрических приборах. Она срабатывает в следующих случаях:

  • при сбоях во время запуска или замедления статора;
  • при больших перегрузках;
  • при резких скачках напряжения;
  • при выходе из строя фазных проводов;
  • при работе двигателя с заклинившим ротором;
  • при сбоях приводных устройств.

Защита статора с помощью теплового реле

Суть такой защиты состоит в применении реле с пластиной из биметалла. Металлическая полоса, под действием электрического тока, начинает работать на изгиб. По достижению определенной температуры пластина, под действием пружины, расцепляется со специальной защелкой и разъединяет всю электрическую схему.

В исходное положение пластина приходит при помощи ручного нажатия кнопки. Конструкция теплоизоляции статоров различна, исходя из области применения, показателей тока и устройства реле. 

В настоящее время реле производятся как в составе сборочных единиц, так и самостоятельных деталей. В зависимости от предназначения, отличаются ручным и автоматическим принципом действия. Для приборов, рассчитанных на узкий диапазон величины потребляемого тока, выбор защиты требует более ответственного подхода. С включением электродвигателя в сеть происходит нагрев металлической полосы путем прохождения заряда по намотанной спиралевидной проволоке.

описание, принцип работы в асинхронных электродвигателях, их функции


Электрооборудование



Автор: profelectro

Содержание

Очень многие приборы и устройства, окружающие нас в быту, имеют в своей конструкции двигатель.

Мощные электрические моторы приводят в движение транспортные средства на улицах городов и на железных дорогах, используются в поднятии и перемещении тяжелых грузов.

Из школьных программ мы помним, что электромоторы это устройства для преобразования энергии из одного вида в другой. Чтобы понять, как этот процесс происходит, нужно разобрать электромотор и посмотреть, как он устроен внутри.

В наших статьях мы детально рассказываем о предназначении ротора и статора, о том, как они работают.

Итак, давайте детально разберемся с двумя основными его частями:

Ротор(другое название этой детали – якорь) это подвижная, точнее сказать, вращающаяся деталь электромотора.

Конструкция ротора зависит от типа устройства, в котором он используется. Если это коллекторный агрегат, то ротор производится из следующих частей:

  • Сердечник. Эта деталь состоит из пакета металлических пластин. Они переслаиваются диэлектриком или обычной оксидной пленкой. В результате получается «слоеный пирог», основная функция которого – тормозить разгон электронов и предотвращать разогрев ротора. Дело в том, что для приведения мотора во вращение производится перемагничивание сердечника. В результате возникают вихревые токи, или так называемые «токи Фуко», нагревающие ротор и снижающие эффективность работы мотора;

  • Обмотки. Сердечник обматывают витками медной проволоки. Каждый проводок покрыт слоем прочного лака. Дополнительно обмотку пропитывают эпоксидными смолами и фиксируют особым лаком. Такая защита предотвращает возможность повреждения обмоток и препятствует возникновению пробоя и образования короткозамкнутых витков, что может нарушить работу двигателя;
  • Вал. Это металлический стержень. Своими торцевыми частями он устанавливается в подшипниках качения. Кроме того, на валу может быть резьба, а также имеются профильные углубления для шпонок фиксации шестерен и крепления шкивов, которые приводятся во вращение электромотором;
  •  Крыльчатка. Эта деталь устанавливается на валу ротора и служит для охлаждения электромотора во время работы. Благодаря такому приспособлению мотор сам себя охлаждает и нет нужды в использовании других устройств для охлаждения;
  • Коллектор. Это деталь цилиндрической формы, наружная стенка которой составлена из медных контактов, так называемых ламелей. Коллектор установлен на валу, снаружи его окружают графитовые щетки. Между ламелями коллектора и щетками устанавливается скользящий контакт.

Отдельно отметим, что,по сути,обмотки ротора являются электромагнитом и не все типы ротора устроены именно таким способом.

Цилиндр статора интегрирован в корпус электромотора. Он является его неподвижной частью. Вместе статор и корпус составляют единый моноблок.

Сердечник статора набран из металлических пластин. Они изолированы одна от другой слоем лака. Назначение такого устройства сердечника – противодействие нагреву вихревыми токами Фуко.

В собранном виде пакет статора впрессовывают в корпус. Сердечник статора формируется витками обмотки.

Их пропивают субстанциями особого состава, защищающего витки от повреждений, и укладывают в специально выточенные во внутренней стенке цилиндра пазы.

Схема подключения статора к электрической сети выглядит следующим образом:

На корпусе двигателя имеется так называемый БРНО, блок расключения начал обмоток. Иначе говоря, это распределительная коробка, внутри которой находятся клеммники.

Конструктивно, они различаются между собой. Устройство клеммников зависит от мощности двигателя и вида работы, которую этот двигатель выполняет. Концевые части всех обмоток подключаются к клеммам БРНО.

От мощности электромотора и его функционального предназначения зависит также и способ подключения обмоток.

Есть два способа подключения. Один это так называемая«Звезда», другой — «Треугольник». От способа подключения зависит то, как будет работать электромотор.

При способе соединении «Звезда»мотор плавно увеличивает обороты, причем быстрый разгон оборотов до максимума невозможен.

А если обмотки соединены треугольником, мотор может сразу развить те обороты, на который он конструктивно рассчитан, но и стартовые токи будут адекватно велики.

Устройство асинхронного двигателя

Особенность работы асинхронного мотора заключается в следующем:на обмотки статора питание подается пошагово. В статоре возникает вращающееся поле. Это магнитное поле вызывает ток индукции в роторной обмотке.

Ротор приходит во вращение и стремится уровнять частоту своего вращения с частотой вращения магнитного поля.

Как только такое происходит, исчезает ток индукции в роторных обмотках и ротор начинает терять обороты. И тут же начинает ускоряться вновь под влиянием опережающей частоты оборотов поля.

Таким образом двигатель стабилизирует свою работу, Именно в этой особенности состоит достоинство асинхронного мотора, которое выделяет его среди других типов электромоторов.

Асинхронные двигатели имеют и некоторые конструктивные особенности. Так, на этих двигателях устанавливают роторы разных конструкций:

  • Короткозамкнутый ротор.Сердечник такого ротора набран из металлических пластин, как и обычный тип, но на нем нет медной обмотки.На пакете сердечника установлены металлические стержни. Они установлены не параллельно пластинам сердечника, но под некоторым углом. Они так же не касаются один другого, но замкнуты на короткоторцевыми дисками.

  • Фазный ротор отличается от короткозамкнутого тем, что у него нет короткозамкнутых стержней, а использованы трехфазные обмотки. Кроме того на роторе такого типа применен не обычный коллектор с ламелями, а особая конструкция, состоящая из трех колец.

В конструктивном смысле такие роторы являются более сложными изделиями и процесс их производства более трудоемок.

Но они не вызывают высокие пусковые токи и их работу можно плавно регулировать.

Похожие публикации:

Что такое статор? (что это такое, что он делает, часто задаваемые вопросы)

Что такое статор?
Если у вас есть велосипед, вы можете сказать, что это то же самое, что и автомобильный генератор, поскольку он вырабатывает электроэнергию.

В каком-то смысле это правда.
Однако статор на самом деле всего лишь часть механизма, стоящего за этим.

Итак, что именно делает статор?

В этой статье мы углубимся в изучение этого электромагнитного компонента. Мы также рассмотрим некоторые связанные часто задаваемые вопросы, чтобы лучше понять статор.

Эта статья содержит

  • Что такое статор?
  • Что делает статор?
  • 5 Часто задаваемые вопросы, связанные со статором
    • Как работают статор и ротор?
    • Является ли статор мотоцикла таким же, как автомобильный генератор?
    • Что может вызвать отказ статора мотоцикла?
    • Что такое двигатель переменного тока?
    • Что такое двигатель постоянного тока?

Начнем.

Статор — это стационарная часть вращающихся электромагнитных устройств, таких как генератор переменного тока, электродвигатель или генератор.

Вы можете слышать, что термин «статор» взаимозаменяем с «генератором переменного тока» или «генератором», даже если он составляет лишь часть этих более крупных устройств. Особенно это заметно, когда речь идет о генераторе мотоцикла, который чаще называют статором.

Его основная конструкция состоит из внешней рамы, сердечника и обмотки.

Внешняя рама статора поддерживает сердечник статора. Сердечник статора обычно представляет собой тонкие стальные пластины, вставленные в обмотку статора, а обмотка статора (или катушка статора) изготовлена ​​из изолированного медного провода.

При подаче электрического тока сердечник статора и обмотка статора вместе становятся электромагнитом.

Далее посмотрим, что делает этот электромагнитный компонент.

Энергия течет через статор к вращающемуся ротору и обратно.

Статор всегда неподвижен , пока ротор вращается внутри него или вокруг него.
Таким образом, статор может действовать как:

  • Обмотка возбуждения (катушка возбуждения или магнит возбуждения), где вращающееся магнитное поле статора приводит в движение якорь ротора до создать движение .
  • Якорь, в котором катушки движущегося поля на роторе воздействуют на статор до , создавая выход .

Вот что делает статор в обычных машинах:

  • Электродвигатель: В двигателе (двигателе переменного тока или двигателе постоянного тока) обмотка возбуждения статора создает сильное магнитное поле для привода вращающегося ротора, создавая рабочий ход.
  • Генератор или генератор: В этих устройствах статор преобразует вращающееся магнитное поле ротора в электрический ток.

Статор не ограничивается электродвигателями, хотя его конструкция может немного отличаться в других системах. В гидродинамических системах (таких как гидротрансформатор) статор направляет поток жидкости к вращающемуся ротору турбины системы или от него.

В некоторых устройствах статор представляет собой массив постоянных магнитов вместо электрической катушки. Вы можете увидеть это в некоторых типах автомобильных стартеров.

Мы рассмотрели основы статора.
Теперь давайте рассмотрим некоторые часто задаваемые вопросы по статору.

Вот ответы на некоторые вопросы о статоре, которые могут у вас возникнуть:

1. Как работают статор и ротор?

Чтобы получить общее представление о том, как статор и ротор работают вместе в электрической машине, давайте рассмотрим типичный асинхронный двигатель:

A.

Как работает статор

В раме статора находится сердечник статора, который намотан на статор. катушка.

Обмотка катушки статора обычно изготавливается из магнитопровода (обычно изолированного алюминиевого или медного провода). Электромагнитное поле создается, когда переменный ток (AC) подается на обмотку катушки.

Переменный характер тока изменяет полярность полюсов статора в магнитном поле, заставляя магнитное поле (а не статор) вращаться. В зависимости от устройства обмотки катушки статор обычно может иметь 2, 4 или 6 полюсов статора.

B. Принцип работы ротора

Ротор — это подвижный электрический компонент двигателя.
Как и статор, вращающийся ротор также имеет сердечник ротора и обмотку ротора.

Наиболее распространенный тип конструкции ротора электродвигателя называется беличьей клеткой из-за его формы.
В роторе с короткозамкнутым ротором сердечник ротора представляет собой цилиндр из стальных пластин с заделанными в его поверхность медными или алюминиевыми проводниками (представляющими собой обмотку ротора).

Когда движущееся магнитное поле статора пересекает проводники ротора, оно индуцирует ток. Этот ток создает магнитное поле вокруг проводников ротора. Поскольку магнитное поле в статоре смещает полюса, то же самое происходит и с магнитным полем в роторе, и именно это взаимодействие приводит во вращение ротор.

2. Является ли статор мотоцикла таким же, как автомобильный генератор?

Почти то же самое, но не совсем.
Автомобильный генератор переменного тока представляет собой автономный компонент , установленный снаружи, который создает выход постоянного тока (DC). Это универсальный блок, который вырабатывает необходимую мощность автомобиля.

Для меньшего мотоцикла требуется более простая система, чем для обычных автомобильных генераторов. «Генератор» мотоцикла чаще называют «статором» и сопровождается регулятором/выпрямителем.

Для выработки электроэнергии переменного тока статор работает с ротором, известным как маховик. Мощность переменного тока преобразуется в постоянный ток через выпрямитель, а регулятор регулирует напряжение на аккумуляторе.

Статор мотоцикла обычно расположен внутри двигателя и считается его частью . Регулятор/выпрямитель обычно находится в другом месте. Регулятор/выпрямитель может быть двумя отдельными частями в старых велосипедах, но в более современных конструкциях они объединены в один блок.

До статора (и систем генератора переменного тока) на мотоциклах использовалось магнето. Магнето выполняло ту же функцию, что и статор, в том числе обеспечивало питание свечи зажигания двигателя, но имело более простую форму.

3. Что может привести к выходу из строя статора мотоцикла?

Вот две наиболее распространенные причины выхода из строя статора мотоцикла:

A. Использование и износ с течением времени

Как и любой электрический компонент, статор подвержен износу. Воздействие вибрации, окружающей среды и меняющихся температур влияет на срок службы статора.

B. Перегрузка по напряжению

Перегрузка по напряжению является еще одной основной причиной отказа статора.

Это происходит, когда одновременно работает слишком много электрических аксессуаров — например, одновременное использование фар, GPS, обогреваемых ручек и стереосистемы. Статор должен работать усерднее, чтобы не отставать от потребляемой мощности, и в конечном итоге сгорает.

4. Что такое двигатель переменного тока?

Двигатель переменного тока преобразует переменный ток в механическую энергию .
В двигателе переменного тока мощность переменного тока поступает от магнитных полей, генерируемых обмотками катушки вокруг выходного вала.

Обычно существует два типа двигателей переменного тока:

  • Синхронный: Синхронный двигатель вращается с той же скоростью, что и частота подаваемого электрического тока. Его обмотка якоря питается от источника переменного тока, а обмотка возбуждения — от источника постоянного тока.
  • Асинхронный (асинхронный): Асинхронный двигатель — простейший электродвигатель. Электрический ток, необходимый для создания крутящего момента в якоре ротора, индуцируется вращающимся магнитным полем обмотки возбуждения статора.

Двигатель переменного тока может иметь трехфазную или однофазную конфигурацию.
Трехфазные двигатели обычно используются для промышленного преобразования мощности, в то время как однофазные двигатели переменного тока часто используются дома и в офисе, например, в водонагревателях или садовом оборудовании.

5. Что такое двигатель постоянного тока?

Двигатель постоянного тока преобразует постоянный ток в механическую энергию .
Двигатель постоянного тока обычно состоит из статора, ротора, якоря и коллектора со щетками.

В двигателе постоянного тока массив магнитов работает как статор, якорь размещен на роторе, а коммутатор переключает поток постоянного тока с одной катушки на другую.

Существует два типа двигателей постоянного тока:

  • Коллекторный двигатель постоянного тока: В этих двигателях заряд и полярность щеток на коммутаторе определяют скорость и направление вращения двигателя.
  • Бесщеточный двигатель постоянного тока. Бесщеточные двигатели новее, чем щеточные двигатели постоянного тока, но устроены так же — без щеток. Они используют специализированную схему для управления скоростью и направлением двигателя.

Двигатели постоянного тока питаются от батарей или другого источника питания, генерирующего постоянное напряжение, и обеспечивают лучшее изменение скорости и управление с большим крутящим моментом, чем двигатели переменного тока.

Вы найдете их в самых разных бытовых приборах, от электрических бритв до окон электромобилей.

Заключительные мысли

Статор может иметь немного разные значения, в зависимости от того, рассматривается ли он с точки зрения владельца мотоцикла или только с точки зрения электродвигателя. Владелец автомобиля может вообще не знать об этом, так как это просто часть более известного генератора переменного тока.

Несмотря на это, очевидно, что статор имеет решающее значение для общей работы любого электродвигателя.
Хотя это не электрический компонент, который легко выходит из строя, в следующий раз, когда ваш автомобильный генератор выйдет из строя, это вполне может быть больной статор.

Но не волнуйтесь.
При любых проблемах с автомобилем вы всегда можете рассчитывать на помощь RepairSmith.

RepairSmith — это мобильное решение для ремонта и обслуживания автомобилей, доступно 7 дней в неделю . Онлайн-бронирование без проблем , все ремонты и исправления проводятся с использованием высококачественных инструментов и запчастей , а также 12-месячный | Гарантия 12 000 миль .

Просто свяжитесь с ними, и их сертифицированный ASE механик будет прямо у вашего подъезда, чтобы помочь вам!

Конструкция, детали и их работа

В настоящее время усовершенствование характеристик двигателей возросло, в частности, за счет улучшения материалов, используемых в двигателях. Кроме того, улучшение производительности обеспечивается с помощью методов оптимизации статора и ротора. Статор является неотъемлемой частью электрических машин, которые можно найти в электродвигателях, генераторах, биологических роторах, буровых двигателях и сиренах. Поток энергии через статор будет от вращающейся части системы. В двигателе статор создает вращающееся магнитное поле для привода вращающегося якоря, тогда как в генераторе он преобразует вращающееся магнитное поле в электрический ток. В жидкостных устройствах статор направляет поток жидкости от вращающегося элемента системы.

Определение: Статор — неподвижная часть электродвигателя, включающая в себя несколько обмоток. Раз на него подается переменный ток, то его полярность будет все время меняться. Когда питание подается на статор, переменный ток течет через обмотки статора, создавая электромагнитное поле на стержнях ротора. Переменный ток (AC) заставляет магнитное поле вращаться. Сюда входят тонкие и многослойные пластины, намотанные изолированным проводом. Сердечник в статоре включает ряд таких пластин.

статор в двигателе

Корпус статора двигателя до 22 кВт изготовлен из алюминия, тогда как двигатели с высокой мощностью имеют корпус статора из чугуна. Статоры с разными полюсами чаще всего используются в сочетании с насосом для определения силы и расхода через скорость. Статор в основном предназначен для работы с различными частотами, напряжениями, выходами, а также с нестабильным нет. полюсов.

Конструкция статора

Конструкция статора может быть выполнена из пластин из высокопрочной легированной стали, что снижает потери на вихревые токи. Основными частями статора являются внешняя рама, сердечник и обмотка. 9Схема статора 0009 показана ниже.

конструкция статора

  1).Внешняя рама

Это внешняя часть двигателя. Основной функцией этой рамы является обеспечение поддержки ядра, а также внутренних частей машины. Для небольших двигателей внешняя часть отлита, а для большой машины. Конструкция статора показана ниже.

  2). Сердечник статора

Его конструкция может быть выполнена с помощью штамповок из высокопрочной кремнистой стали. Основной функцией этого сердечника является удержание нерегулярного магнитного поля, которое создает потери, такие как вихревые токи и гистерезис.

Штамповки соединены с рамой в статоре, где каждая штамповка изолирована легким лаковым покрытием. Как правило, толщина штамповки в основном изменяется от 0,3 мм до 0,5 мм. Прорези соединены внутри штамповки.

   3). Обмотки статора

Сердечник статора содержит 3-фазные обмотки, которые питаются от 3-фазной системы питания. Обмотки статора включают в себя шесть выводов, по два из каждой фазы которых подключены к клеммной коробке машины.

обмотки статора

Статор двигателя имеет определенное число полюсов в зависимости от скорости двигателя. Если нет. полюсов больше, то скорость двигателя уменьшится. Аналогично, если нет. полюсов меньше, то скорость двигателя будет увеличена.

Соотношение между скоростью и двигателем можно представить следующим образом.

Ns ∝ 1/p (или) Ns = 120f/p

Соединение обмоток в двигателе может быть пуском и треугольником.

Принцип работы

В двигателях статор является неподвижной частью, основной функцией которого является создание вращающегося магнитного поля благодаря трехфазному питанию. Если статор находится в состоянии покоя, электромагнитная энергия будет индуцироваться из-за явления электромагнитной индукции.

Статор в двигателях

Статор в основном работает на основе конфигурации вращающегося электродвижущего устройства, такого как магнит возбуждения или якорь. Магнит поля используется для связи с якорем для создания движения, тогда как якорь получает свое влияние от катушек движущегося поля на роторе.

В первых двигателях постоянного тока и генераторах постоянного тока катушки возбуждения размещались на статоре. Это важно из-за постоянно перемещающегося силового переключателя, а именно коммутатора, и необходимо поддерживать правильное выравнивание поля по вращающемуся ротору. Когда ток увеличивается, коммутатор становится больше и сильнее.

Статор в двигателе может быть электромагнитом или постоянным магнитом. Поскольку статор представляет собой электромагнит, то усиливается катушка, известная как обмотка возбуждения и катушка возбуждения.

Катушка двигателя может быть с алюминиевым или железным сердечником. Но производители всегда используют медную проволоку в обмотках в качестве проводящего материала. Алюминий имеет меньшую электропроводность, поэтому его можно использовать в качестве альтернативного материала в двигателях с частичной мощностью (в лошадиных силах), особенно в течение очень короткого времени.

Статор в турбине

Статор в турбине включает порты или лопасти, используемые для перенаправления потока жидкости. Такие устройства содержат паровую турбину, а также преобразователь крутящего момента.