5.2.Трифазний асинхронний електродвигун з короткозамкненим ротором Вступ

Електромагнітні пристрої засновані на використанні індукційної та силової дії магнітного поля, які описуються законами Ампера та Фарадея.

До них відносяться :

-генератори;

-електродвигуни;

-реле;

-тахогенератори.

В електричних машинах відбувається взаємне перетворення механічної енергії в електричну та навпаки. Для виробки електроенергії використовуються генератори – електричні машини, які перетворюють механічну енергію в електричну. Машини, що перетворюють електричну енергію в механічну, називаються електродвигунами.

Відрізняють електромагнітні пристрої постійного струму та пристрої змінного струму.

Пристрої змінного струму поділяються на асинхронні і синхронні. Асинхронні використовуються, головним чином, в якості двигунів, синхронні – в якості генераторів і двигунів. Синхронні двигуни використовуються у тих випадках, коли необхідна постійна частота обертання.

В побутових електропристроях (холодильниках, пральних машинах та ін.) зазвичай використовують однофазні асинхронні двигуни. В промисловості найбільш широко використовують трифазні асинхронні двигуни.

Розглянемо конструкцію та принцип дії трифазного двигуна.

5.2.1. Конструкція трифазного асинхронного двигуна

Складається з двох основних частин:

• нерухомої частини – статора;

• з обертової частини – ротора.

Конструкція статора (рис. 5.16). Складається з циліндричного корпуса (1), осердя (2) та обмотки (3). Корпус - литий ( в більшості випадків стальний або чавунний) – з’єднує всі частини двигуна в єдину конструкцію.

До внутрішньої частини корпуса кріпиться шихтоване осердя ( тобто, осердя, яке збирається з тонких листів електротехнічної сталі). Листи мають форму кілець з пазами, що симетрично розташовані вздовж внутрішньої поверхні. Листи для машин малої потужності нічим не покриваються, так як окисли, що утворюються на листах, є достатньою для них ізоляцією. Для машин більшої потужності з метою зменшення втрат від вихрових струмів листи ізолюються один від одного лаком чи іншим матеріалом. Зібрані листи утворюють пакет статора, який запресовується в його корпус.

В пази осердя вкладається трифазна обмотка статора, яка вмикається в мережу трифазної синусоїдальної напруги. Обмотка використовується для створення обертового магнітного поля. Вона складається з трьох обмоток (трьох фаз), розташованих під кутом 120⁰ одна до одної. Обмотка статора виготовляється з ізольованого мідного проводу, рідше – з алюмінієвого. Фази статора можуть бути з’єднані між собою зіркою або трикутником. Для здійснення таких з’єднань на корпусі двигуна є клемний щиток з шістьма затискачами, до яких під’єднуються кінці фазних обмоток. На цих затискачах (рис.5.17)

Рис. 5.17.

С₁→ А

С₂→ В

С₃→ С

С₄→ х

С₅→ у

С₆→ z

початки обмоток статора позначені літерами А, В, С (або С₁, С₂, С₃), а кінці фаз – Х. Y, Z (або С₄, С₅, С₆ ). Сполучення зіркою здійснюється сполученням між собою клем Х - Y - Z (чи С₄ - С₅ - С₆); сполучення трикутником – сполученням клем Z - А, Х - В, Y - С.

Обмотки двигунів малої та середньої потужності виготовляються на напруги 380/220 і 220/127 В. Напруга в знаменнику (менша за значенням) відповідає номінальній напрузі фази двигуна (U_ф). Тому при лінійній напрузі мережі U_л =380 В обмотки двигуна напругою 380/220 В сполучаємо зіркою, при лінійній напрузі мережі U_л =220 В – трикутником.

З корпусом міцно з’єднані два бокових щита, в які запресовані підшипники валу ротора. Підшипникові щити прикріпляються болтами до корпусу статора.

Конструкція ротора Ротор асинхронного двигуна (4) (рис. 5.16). складається:

• зі стального валу, встановленого в підшипниках, запресованих в підшипникові щити), який служить для передачі обертального моменту виробничому механізму;

• шихтованого осердя циліндричної форми, напресованого на валу, виконаного, як і осердя статора, з тонких листів електротехнічної сталі із виштампованими в них закритими або напівзакритими пазами;

• обмотки.

Обмотка ротора є двох типів:

-короткозамкнена;

-фазна.

В залежності від типу обмотки ротор називається фазним або короткозамкненим.

Фазний ротор має три обмотки, з’єднані між собою зіркою. Три виводи обмоток під’єднані до трьох закріплених на валу контактних кілець, які електрично ізольовані один від одного і від валу ротора. До кілець при пуску двигуна притискуються нерухомі графітові щітки, з’єднані з реостатом.

К ороткозамкнений ротор (рис. 5.18) має обмотку у вигляді ряду алюмінієвих стрижнів , розташованих в пазах осердя ротора, замкнених по торцям алюмінієвими кільцями. В цих двигунах обмотку ротора виконують заливкою його пазів під тиском розплавленим алюмінієм, заодно зі стрижнями на обох торцях пакету відливають кільця , а також вентиляційні лопаті .

Обмотку ротора у вигляді жорсткої системи стрижнів з кільцями автор такого ротора – Доливо-Добровольський (у 1889 році) - назвав “білячою кліткою”.