Βασική δομή ενός τρι-Ασύγχρονου κινητήρα εναλλασσόμενου ρεύματος

Ένας τριφασικός-ασύγχρονος κινητήρας αποτελείται από δύο βασικά μέρη: έναν σταθερό στάτορα και έναν περιστρεφόμενο ρότορα. Ο ρότορας στεγάζεται μέσα στην κοιλότητα του στάτορα και υποστηρίζεται από ρουλεμάν σε δύο ακραία καλύμματα. Για να διασφαλιστεί ότι ο ρότορας μπορεί να περιστρέφεται ελεύθερα μέσα στον στάτορα, πρέπει να υπάρχει ένα κενό, που ονομάζεται διάκενο αέρα, μεταξύ του στάτορα και του ρότορα. Το διάκενο αέρα είναι μια πολύ σημαντική παράμετρος του κινητήρα. Το μέγεθος και η συμμετρία του επηρεάζουν σημαντικά την απόδοση του κινητήρα.

 

Στάτης: Ο στάτορας αποτελείται από τις περιελίξεις του στάτορα τριών- φάσεων, τον πυρήνα του στάτορα και το πλαίσιο.

Οι περιελίξεις του στάτορα τριών φάσεων είναι το ηλεκτρικό κύκλωμα του ασύγχρονου κινητήρα και διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο στη λειτουργία του, καθώς είναι το βασικό συστατικό για τη μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας σε μηχανική ενέργεια. Οι περιελίξεις τριών φάσεων του στάτορα έχουν συμμετρική δομή, συνήθως με έξι ακροδέκτες U1, U2, V1, V2, W1 και W2, που βρίσκονται σε κουτί διακλάδωσης έξω από το πλαίσιο του κινητήρα. Συνδέονται σε διαμόρφωση αστεριού (Y) ή δέλτα (△) ανάλογα με τις ανάγκες. Ο πυρήνας του στάτη είναι μέρος του μαγνητικού κυκλώματος του ασύγχρονου κινητήρα. Επειδή το κύριο μαγνητικό πεδίο περιστρέφεται σε σχέση με τον στάτορα με σύγχρονη ταχύτητα, για να μειωθούν οι απώλειες στον πυρήνα, είναι κατασκευασμένο από φύλλα πυριτίου υψηλής διαπερατότητας πάχους 0,5 mm. Και οι δύο πλευρές των φύλλων χάλυβα πυριτίου είναι επικαλυμμένες με μονωτικό βερνίκι για μείωση των απωλειών δινορευμάτων.

 

Το πλαίσιο του κινητήρα, γνωστό και ως περίβλημα, υποστηρίζει κυρίως τον πυρήνα του στάτη και φέρει τη δύναμη αντίδρασης που δημιουργείται από ολόκληρο τον κινητήρα υπό φορτίο. Η θερμότητα που παράγεται από εσωτερικές απώλειες κατά τη λειτουργία διαχέεται επίσης μέσω του πλαισίου. Τα μεσαία και μικρά πλαίσια κινητήρων είναι γενικά κατασκευασμένα από χυτοσίδηρο. Οι μεγάλοι κινητήρες, λόγω του μεγαλύτερου μεγέθους τους και της ταλαιπωρίας της χύτευσης, συχνά συγκολλούνται από χαλύβδινες πλάκες.

 

Ο ρότορας ενός ασύγχρονου κινητήρα αποτελείται από έναν πυρήνα ρότορα, περιελίξεις ρότορα και έναν άξονα.

Ο πυρήνας του ρότορα είναι επίσης μέρος του μαγνητικού κυκλώματος του κινητήρα και είναι επίσης κατασκευασμένος από στοιβαγμένα φύλλα χάλυβα πυριτίου. Σε αντίθεση με τα ελάσματα πυρήνα στάτορα, τα ελάσματα πυρήνα ρότορα έχουν υποδοχές κομμένες στην εξωτερική τους περιφέρεια. Ο στοιβαγμένος πυρήνας του ρότορα έχει πολλές ομοιόμορφες σχισμές στην εξωτερική του κυλινδρική επιφάνεια για να στεγάσει τις περιελίξεις του ρότορα.

 

Οι περιελίξεις του ρότορα είναι ένα άλλο μέρος του κυκλώματος του ασύγχρονου κινητήρα. Η λειτουργία τους είναι να κόβουν το μαγνητικό πεδίο του στάτορα, δημιουργώντας επαγόμενη ηλεκτροκινητική δύναμη και ρεύμα, και υπό την επίδραση του μαγνητικού πεδίου, προκαλώντας την περιστροφή του ρότορα. Η δομή τους μπορεί να χωριστεί σε δύο τύπους: περιελίξεις σκίουρου-περιελίξεις κλωβού και περιελίξεις τυλιγμένου-ρότορα. Τα κύρια χαρακτηριστικά αυτών των δύο τύπων ρότορες είναι: οι ρότορες του σκίουρου-του κλωβού είναι απλοί στη δομή, εύκολοι στην κατασκευή, οικονομικοί και ανθεκτικοί. Οι ρότορες τυλιγμένου-ρότορα έχουν πολύπλοκη δομή και είναι ακριβοί, αλλά μπορεί να εισαχθεί εξωτερική αντίσταση στο κύκλωμα του ρότορα για να βελτιωθεί η απόδοση εκκίνησης και ρύθμισης της ταχύτητας.

 

Η περιέλιξη του ρότορα του κλωβού{0}}σκίουρου αποτελείται από ράβδους αγωγού τοποθετημένες στις υποδοχές του ρότορα και στους ακραίους δακτυλίους και στα δύο άκρα. Για εξοικονόμηση χάλυβα και βελτίωση της παραγωγικότητας, οι ράβδοι αγωγού και οι ακραίοι δακτύλιοι μικρών-ασύγχρονων κινητήρων γενικά χυτεύονται από λιωμένο αλουμίνιο σε ένα κομμάτι. για κινητήρες υψηλής ισχύος, επειδή η ποιότητα του χυτού αλουμινίου είναι δύσκολο να εγγυηθεί, συχνά εισάγονται ράβδοι χαλκού στις υποδοχές του πυρήνα του ρότορα και στη συνέχεια συγκολλούνται ακραίοι δακτύλιοι και στα δύο άκρα. Οι περιελίξεις του ρότορα του κλωβού του σκίουρου-κλείνουν αυτόματα, χωρίς να απαιτείται εξωτερική παροχή ρεύματος. Το σχήμα του μοιάζει με κλουβί, εξ ου και το όνομα.

 

Διάκενο αέρα: Το διάκενο αέρα σε έναν ασύγχρονο κινητήρα είναι πολύ μικρό, συνήθως 0,2–2 mm για κινητήρες μικρού και μεσαίου-μεγέθους. Ένα μεγαλύτερο διάκενο αέρα οδηγεί σε μεγαλύτερη μαγνητική απροθυμία, απαιτώντας μεγαλύτερο ρεύμα διέγερσης για τη δημιουργία του ίδιου μαγνητικού πεδίου. Λόγω του διακένου αέρα, η μαγνητική απροθυμία ενός ασύγχρονου κινητήρα είναι πολύ μεγαλύτερη από αυτή ενός μετασχηματιστή, επομένως το ρεύμα διέγερσης ενός ασύγχρονου κινητήρα είναι επίσης πολύ μεγαλύτερο. Το ρεύμα διέγερσης ενός μετασχηματιστή είναι περίπου το 3% του ονομαστικού ρεύματός του, ενώ αυτό ενός ασύγχρονου κινητήρα είναι περίπου το 30% του ονομαστικού του ρεύματος. Εφόσον το ρεύμα διέγερσης είναι αντιδραστικό, είναι πιο επιθυμητό ένα μεγαλύτερο ρεύμα διέγερσης.