3.2 Будова асинхронних двигунів

Асинхронний двигун (Мал. 4) - це машина, яку використовують для перетворення змінного струму в механічну енергію. В асинхронній машині частота обертання магнітного поля завжди більша ніж частота обертання ротора. Такі машини живляться від змінного струму.

Статор виготовляють з листів сталі і надають циліндричну форму. У пази сердечника вкладають статор, який виготовляють з обмотувального дроту. Осі обмоток зрушені в просторі відносно один одного на кут 120 °. Залежно від того, яка подається напруга, обмотки виготовляють у вигляді зірки або трикутника.

Ротори асинхронного двигуна бувають двох видів: короткозамкнений і фазовий ротор.

Короткозамкнений ротор має вигляд сердечника, виготовлений з листів сталі. В пази сердечника заливають розплавлений алюміній, який утворює замкнені стрижні, які поєднані торцевими кільцями. Таку конструкцію називають "білячою кліткою". У двигунах великої потужності, замість алюмінію можна використовувати мідь.

Трифазна обмотка, яку використовують у фазному роторі, майже не відрізняється від обмотки статора. У більшості випадків, кінці обмотки фазного ротору поєднують у вигляді зірки, а вільні кінці підводять до контактних кілець. Завдяки щіточкам, які підключені до кілець, в обмотку ротора можна підключити додатковий резистор. Він потрібен для того, щоб змінювати додатковий опір. Це сприяє зменшенню великих пускових струмів.

3.3 Принцип роботи асинхронного двигуна

На обмотку статора подається змінна напруга, під дією якої, по обмоткам протікає трифазна система струмів. Оскільки обмотки в асинхронній машині зрушені один від одного в геометричному відношенні на 120 градусів, в таких обмотках створюється обертове магнітне поле. Обертове магнітне поле, перетинаючи провідники обмотки ротора, індукує в них електрорушійну силу, під дією якої в обмотці ротора протікає струм, який змінює магнітне поле статора, збільшуючи його енергію, що веде до виникнення електромагнітної сили, під дією якої ротор починає обертатися. Щоб в обмотці ротора виникала ЕРС, необхідно щоб швидкість обертання поля ротора відрізнялася від швидкості обертання поля статора. Тому ротор обертається асинхронно щодо поля статора. Тому такий двигун називається асинхронним. Відносна різниця швидкості обертання ротора від швидкості обертання поля статора називається ковзанням. Номінальне ковзання зазвичай становить 2-8%.

3.4 Будова синхронних двигунів

Синхронний двигун складається з нерухомого статора і ротора. У пази статора вкладають обмотку, яка живиться від змінного струму, а в ротор – обмотку, яка живиться від постійного струму.

Залежно від потужності двигуна ротор виконують з різною системою збудження. Синхронні двигуни середньої та великої потужності виконують з електромагнітним збудженням. У цьому випадку розташована на роторі обмотка збудження отримує живлення від джерела постійного струму через контактні кільця. Для двигунів малої потужності застосовують постійні магніти без обмотки збудження, що спрощує конструкцію ротора і підвищує надійність двигунів (Мал. 5).

Ротор синхронних двигунів виконують з явно вираженими і неявно вираженими полюсами.

Явно виражені ротори складаються з сердечника, полюсного наконечника і полюсної котушки. Сердечники полюсів ротора зазвичай збирають з штампового листової конструкційної сталі товщиною 1 – 1,5 мм. Обід явно полюсного ротора виконують масивним (литим або зварним) або ж шліхтованим, з листів конструкційної сталі 1- 6 мм. Листи стягують шпильками.

Неявно виражений полюсний ротор має вигляд подовженого сталевого циліндра. Сердечник ротора виготовляють у вигляді цільної сталевий поковки в місці з хвостовиками або ж роблять збірними. Обмотки збудження неявно полюсного ротора займає лише дві третини його поверхні (по периметру). В двигуні залишається одна третя вільного місця для ротора. Для захисту лобових частин обмотки ротора, від руйнування відцентрових сил ротор, з двох сторін прикривають сталевими бандажними кільцями виготовленими зазвичай з немагнітної сталі.