Двигател с ротор с клетка

A. Статор на двигател с ротор с клетка
1. Сърцевината на статора е изработена от взаимно изолирани листове от силициева стомана с дебелина 0.50 mm (студено валцована силициева стомана). Има равномерно разпределени слотове по вътрешния кръг на листовете от силициева стомана, които се използват за вграждане на трифазните намотки на статора.
2. Намотки на статора, три групи са навити с емайлирани проводници и са симетрично вградени в едни и същи слотове за проводници в слотовете на сърцевината на статора (слотовете са изолирани с изолационна хартия и изолационна покривна хартия). Тези трифазни намотки могат да бъдат свързани във формата на звезда или звезда. триъгълник.
3. Рамка: Рамката е изработена от чугун или лята стомана. Неговата функция е да фиксира сърцевината и намотките.

Функция на статора на роторния двигател с клетка

Генериране на въртящо се магнитно поле
Статорът е ключовата част от роторния двигател с клетка, която генерира въртящото се магнитно поле. Когато трифазен променлив ток протича в намотките на статора, магнитните полета, генерирани от трифазните токове във вътрешното пространство на ядрото на статора, се синтезират във въртящо се магнитно поле, тъй като трифазните токове се различават един от друг с електрически ъгъл на 120 градуса във времето. Скоростта на въртене на това въртящо се магнитно поле (което е честотата на захранването е броят на полюсите на двигателя). Например, синхронната скорост на въртящото се поле в двигател с 4-полюсен ротор с клетка със захранване от 50 Hz. Това въртящо се магнитно поле е като невидима „силова ръка“ и е в основата на способността на двигателя да преобразува електрическата енергия в механична.
Подреждането на намотките на статора и начинът, по който са свързани, е от решаващо значение за генериране на правилното въртящо се магнитно поле. Обикновено се използват трифазни двуслойни намотки или еднослойни намотки, а броят на завъртанията, диаметърът на проводника и други параметри на намотките ще бъдат проектирани в съответствие с мощността, напрежението и други изисквания на двигателя. Има два типа връзки на намотките: връзка звезда (Y) и връзка триъгълник (△), като различните методи на свързване ще повлияят на работата на двигателя по отношение на напрежение, ток и мощност. Например при свързване звезда линейното напрежение е два пъти по-голямо от фазовото напрежение; при триъгълна връзка линейният ток е два пъти по-голям от фазовия ток.
Установяване на веригата на магнитното поле на двигателя
Ядрото на статора е основният път за магнитното поле на двигателя. Обикновено се изработва от ламинирани силициеви стоманени листове, които имат характеристиките на висока пропускливост и ниска загуба на желязо. Когато намотките на статора се захранват с ток за генериране на магнитно поле, магнитното поле е концентрирано главно вътре в сърцевината, образувайки затворен контур по формата на сърцевината. Установяването на тази верига на магнитното поле позволява на магнитното поле да действа ефективно върху ротора, подобрявайки ефективността на електромагнитното преобразуване на двигателя. Без сърцевината на статора, магнитното поле би изтекло силно в околното пространство и не би могло ефективно да задвижи ротора да се върти.
Формата и размерът на сърцевината на статора също оказват влияние върху работата на двигателя. Обикновено вътрешният диаметър на ядрото на статора определя размера на ротора, докато външният диаметър е свързан с фактори като мощността и разсейването на топлината на двигателя. Например, за високомощни роторни двигатели с клетка, размерът на сърцевината на статора ще бъде съответно увеличен, за да може да издържи на по-голяма електромагнитна сила и да генерира достатъчно магнитно поле, а неговият структурен дизайн също ще вземе предвид по-добър начин на разсейване на топлината, за да се предотврати прегряване на сърцевината и да се стигне до намаляване на магнитните свойства.
Интерфейс за въвеждане на електрическа енергия
Намотката на статора е интерфейсът за двигателя за получаване на електрическа енергия. Външно трифазно захранване с променлив ток е свързано към клемите на намотката на статора чрез кабел за подаване на електрическа енергия към двигателя. В този процес намотката на статора играе ролята на насочване на захранващата електрическа енергия към вътрешността на двигателя. В съответствие с номиналното напрежение и номиналния ток на двигателя, нивото на изолация на намотката на статора и напречното сечение на проводника и други параметри ще бъдат проектирани съответно. Например, за двигатели с високо напрежение, намотките на статора трябва да бъдат изолирани с по-висок клас изолационен материал, за да се предотврати разрушаване на изолацията между намотките или между намотките и желязното ядро.
Характеристиките на съпротивлението и индуктивността на намотките на статора също могат да окажат влияние върху работата на двигателя. Съпротивлението води до загуба на електрическа енергия (ток, съпротивление) в намотките и тази загуба се излъчва като топлина, намалявайки ефективността на двигателя. Индуктивността, от друга страна, влияе върху реактивната мощност и фактора на мощността на двигателя. Производителността на двигателя може да бъде оптимизирана чрез разумно проектиране на параметрите на намотката на статора. Например, намаляването на съпротивлението на намотката намалява загубите на мед и подобрява ефективността на двигателя; разумното регулиране на индуктивността подобрява фактора на мощността.
Определете броя на полюсите и синхронната скорост на двигателя
Броят на полюсите на намотката на статора определя броя на двойките полюси на двигателя, което от своя страна определя синхронната скорост на въртящото се магнитно поле на двигателя. Броят на полюсите е важен параметър на двигателя и различният брой полюси е подходящ за различни приложения. Например, синхронната скорост на 2-полюсните двигатели е по-висока, подходяща за случаи, изискващи висока изходна скорост, като високоскоростни вентилатори, малки помпи и т.н.; 4-полюсните двигатели имат умерена синхронна скорост, по-широк спектър от приложения, като задвижвания на общо промишлено оборудване, компресори за климатизация и др.; 6-полюсните или 8-полюсните двигатели имат по-ниска синхронна скорост, подходящи за случаи с ниска скорост, изискващи голям въртящ момент, като например кранове, транспортни ленти и др.
Броят на полюсите на двигателя обикновено може да се определи от разпределението на намотките на статора. При производството на двигатели намотките на статора се разделят на различни фазови ленти в съответствие с проектните изисквания, а броят на намотките във всяка фазова лента и позицията на разпределение определят броя на полюсите на двигателя. Когато избира двигател, потребителят може да определи подходящия брой полюси според изискванията на действителното приложение (като скорост, въртящ момент и т.н.), така че да избере подходящ двигател с ротор с клетка.

B. Ротор на роторния двигател с клетка
1. Сърцевината на ротора е изработена от 0.50 mm дебели, взаимно изолирани листове от силициева стомана (студено валцована силициева стомана).

2. Намотка на ротора
1) Катерица - Асинхронен двигател с катерица (лят алуминий)
2) Навит асинхронен двигател (навит меден проводник)
3. Въртящ се вал, към въртящия се вал се добавя механично натоварване

Функции на ротора на ротора на клетката

Генериране на електромагнитен въртящ момент
Когато роторният двигател с клетка работи, намотката на статора се захранва с трифазен променлив ток, за да генерира въртящо се магнитно поле. Поради относителното движение между направляващите пръти на ротора и въртящото се магнитно поле, водещите пръти на ротора ще намалят магнитната индуктивност, за да генерират индуциран ток. Тези направляващи пръти с индуцирани токове са във въртящото се магнитно поле. Силите върху многото водещи пръти на ротора образуват комбинирана сила, която произвежда електромагнитен въртящ момент, който позволява на ротора да следва въртящото се магнитно поле на статора, като по този начин преобразува електрическата енергия в механична енергия. Например, в промишлени приложения, когато двигател задвижва конвейерна лента, електромагнитният въртящ момент действа върху ротора, карайки го да се върти, което от своя страна задвижва транспортната лента да се движи, осъществявайки транспортирането на материала.
Регулиране на скоростта на двигателя
Скоростта на въртене на роторния двигател с клетка е тясно свързана със скоростта на въртене, която от своя страна е свързана с работното състояние на ротора. Скоростта на въртене (където е синхронната скорост на въртящото се магнитно поле на статора и е действителната скорост на ротора). По време на работа на двигателя, когато натоварването се променя, скоростта на ротора се променя съответно, което води до промяна в скоростта на завъртане. Например, когато натоварването се увеличи, скоростта на ротора намалява и скоростта на въртене се увеличава. Съгласно принципа на електромагнитната индукция, увеличаването на скоростта на дивергенция води до относително увеличаване на скоростта на направляващите пръти на ротора, режещи магнитната индуктивност, индуцираният ток се увеличава и електромагнитният въртящ момент се увеличава, докато електромагнитният въртящ момент се балансира отново с въртящ момент на натоварване и двигателят работи стабилно при новата скорост.