11.2. Устройство трехфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором

Эти АД состоят из двух главных частей: неподвижной части статора и вращающегося ротора, разделенных воздушным зазором (от 0,1 до 1–1,5 мм).

Статор – это полый цилиндр с пазами, собранный из штампованных пластин электротехнической стали толщиной 0,35 или 0,5 мм, изолированных друг от друга слоем лака. Делается это для уменьшения потерь в стали за счет уменьшения вихревых токов.

В пазах на внутренней стороне статора размещаются три фазные обмотки, каждая из которых содержит одну или несколько катушечных групп, соединенных последовательно и расположенных вдоль окружности статора на равном расстоянии друг от друга (чаще всего берут три катушки, находящиеся в соседних пазах).

Распределение фазных обмоток по нескольким пазам улучшает использование цилиндрической конструкции статора и обусловливает необходимое распределение магнитного поля в воздушном зазоре между статором и ротором, такая обмотка обеспечивает распределение магнитной индукции, близкое к синусоидальному.

Фазные обмотки соединяются между собой звездой или треугольником и подключаются к трехфазной сети. Токи в фазных обмотках возбуждают в машине вращающееся магнитное поле статора с числом пар полюсов p, равным числу катушечных групп в одной фазной обмотке.

Пакет пластин статора запрессован в корпус-оболочку, который имеет соединительные элементы (лапы, торцевой фланец и т. д.) для крепления к неподвижному жесткому основанию.

Ротор – вращающаяся часть – также набирается из штампованных пластин электротехнической стали, которые запрессовывают на вал, входящий при сборке машины в боковые подшипниковые щиты.

Обмотка короткозамкнутого ротора выполняется в виде цилиндрической клетки из медных или алюминиевых стержней, которые без изоляции вставляются в пазы сердечника ротора. Стержни обмотки замкнуты по торцам кольцами, которые отливаются одновременно со стержнями. Короткозамкнутая обмотка имеет вид «беличьей клетки». Часто короткозамкнутая обмотка изготовляется путем заливки пазов ротора расплавленным алюминием. Кроме того, алюминиевая отливка имеет лопасти, обеспечивающие вентиляцию машины.

Такие роторы применяются в машинах малой и средней мощ-ности.

Условное графическое изображение асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором на схемах замещения и простейшая конструкция самой короткозамкнутой обмотки представлены на рис. 84, а, б.

Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором малой мощности часто выполняются однофазными для устройств, питающихся от двухпроводной сети. Такие машины находят широкое применение в бытовой технике.

11.3. Устройство асинхронных двигателей с фазным ротором

АД с фазным ротором дороже и сложнее в изготовлении, поэтому они применяются в приводах достаточно большой мощности (до 100 кВт) или в тex случаях, когда необходимо регулировать частоту вращения двигателя при неизменной нагрузке. Кроме того, АД с фазным ротором имеют улучшенные пусковые характеристики, а именно – уменьшается пусковой ток и увеличивается начальный вращающий момент.

Статор – неподвижная часть – устроен так же, как и у АД с короткозамкнутым ротором.

Ротор – вращающаяся часть – устроен по другому. В пазы фазного ротора укладываются не стержни, а проводники катушек обмотки. Концы фаз обмотки ротора соединены в звезду, а начала выводятся к изолированным друг от друга и от вала двигателя контактным кольцам, укрепленным на нем. На кольца наложены щетки, установленные в неподвижных щеткодержателях.

Через кольца и щетки обмотка ротора присоединена к трехфазному реостату, что дает возможность существенно улучшить условия пуска – уменьшить пусковой ток и увеличить начальный вращающий момент, а также плавно регулировать скорость двигателя.

Н а рис. 85 приведено условное графическое обозначение АД с фазным ротором на схемах замещения.

В обоих видах двигателя – с короткозамкнутым или фазным ротором – обмотка ротора от внешнего источника энергии не питается.