Устройство статора: Статор асинхронного двигателя: устройство, принцип работы

Ротор и статор электродвигателя: определение, виды, назначение

Рано или поздно человек, интересующийся электротехникой, слышит упоминания о роторе и статоре, и задается вопросом: «Что это такое, и в чем отличие этих устройств?» Простыми словами, ротор и статор – это две основные части, расположенные в электродвигателе (устройстве по преобразованию электрической энергии в механическую). Без них существование современных двигателей, а значит и большинства электрических приборов на их основе, было бы невозможным. Статор является неподвижной частью устройства, а ротор – подвижной, они вращаются в разные стороны относительно друг друга. В этой статье мы подробно разберем конструкцию этих деталей и их принцип действия, чтобы после прочтения статьи у читателей сайта Сам Электрик больше не осталось вопросов по данному поводу.

Что такое ротор

Ротор, еще его иногда называют якорь, это подвижная, то есть вращающаяся часть в генераторе или электродвигателях, которые повсеместно применяются в бытовой и промышленной технике.

Если рассматривать ротор двигателя постоянного тока или универсального коллекторного двигателя, то он состоит из нескольких основных узлов, а именно:

1. Сердечник. Он выполнен из множества штампованных тонких металлических пластин, изолированных друг от друга специальным диэлектриком или же просто оксидной пленкой, которая проводит ток гораздо хуже, чем чистый металл. Сердечник набирается из них и представляет собой «слоеный пирог». В результате электроны не успевают разогнаться из-за маленькой толщины металла, и нагрев ротора гораздо меньше, а эффективность всего устройства выше за счет уменьшения потерь. Данное конструктивное решение принято для уменьшения вихревых токов Фуко, которые неизбежно возникают при работе двигателя из-за перемагничивания сердечника. Этот же метод борьбы с ними используется и в трансформаторах переменного тока.
2. Обмотки. Вокруг сердечника особым образом намотана медная проволока, покрытая лаковой изоляцией для предотвращения появления короткозамкнутых витков, которые недопустимы. Вся обмотка дополнительно пропитана эпоксидной смолой или лаком для фиксации обмоток, чтобы они не повреждались при вибрациях от вращения.
3. Обмотки ротора могут подключаться к коллектору – специальному блоку с контактами, надежно закрепленному на валу. Эти контакты называются ламелями, они выполнены из меди или ее сплава для лучшей передачи электрического тока. По нему скользят щетки, обычно выполненные из графита, и в нужный момент на обмотки подается электрический ток. Это называется скользящий контакт.
4. Сам вал является металлическим стержнем, на его концах расположены посадочные места под подшипники качения, он может иметь резьбу или выемки, пазы под шпонку для крепления шестерен, шкивов или других деталей, приводимых в движение электродвигателем.
5. На валу также размещается крыльчатка вентилятора, чтобы двигатель охлаждал сам себя и не приходилось бы устанавливать дополнительное устройство для отвода тепла.

Стоит отметить, что не у всякого ротора есть обмотки, которые, в сущности, представляют собой электромагнит. Вместо них могут применяться постоянные магниты, как в бесщеточных двигателях постоянного тока. А у асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором обмоток в привычном виде вовсе нет, вместо них используются короткозамкнутые металлические стержни, но об этом ниже.

Что такое статор

Статор – это неподвижная часть в электродвигателе. Обычно он совмещен с корпусом устройства и представляет собой цилиндрическую деталь. Он так же состоит из множества пластин для уменьшения нагрева из-за токов Фуко, в обязательном порядке покрытых лаком. На торцах располагаются посадочные места под подшипники скольжения или качения.

Конструкция называется пакет статора, она впрессовывается в чугунный корпус устройства. Внутри этого цилиндра вытачиваются пазы под обмотки, которые, так же как и для ротора, пропитываются специальными составами, чтобы тепло равномернее распределялось по устройству, и обмотки не терлись друг об друга от вибрации.

Обмотки статора могут подключаться разными способами в зависимости от назначения и типа электрической машины. Для трехфазных электродвигателей применимы типы подключения звезда и треугольник. Они представлены на схеме:

Для выполнения подключений на корпусе устройства предусмотрена специальная распределительная коробка («борно»). В эту коробку выведены начала и концы трех обмоток и предусмотрены специальные клеммники различных конструкций, в зависимости от мощности и назначения машины.

Существуют серьезные отличия в работе двигателей при разном соединении обмоток. Например, при подключении звездой двигатель будет стартовать плавнее, однако нельзя будет развить максимальную мощность. При присоединении треугольником, электродвигатель будет выдавать весь крутящий момент, заявленный производителем, но пусковые токи в таком случае достигают высоких значений. Электросеть может быть просто не рассчитана на такие нагрузки. Использование устройства в этом режиме чревато нагревом проводов, и в слабом месте (это места соединения и разъемы) провод может отгореть и привести к пожару. Главным преимуществом асинхронных двигателей является удобство в смене направления их вращения, нужно просто поменять местами подключения двух любых обмоток.

Статор и ротор в асинхронных двигателях

Трехфазные асинхронные двигатели имеют свои особенности, ротор и статор в них отличаются от использованных в других типах электродвигателей. Например, ротор может иметь две конструкции: короткозамкнутый и фазный. Рассмотрим особенности строения каждого из них по подробнее. Однако для начала давайте вкратце разберемся, как работает асинхронный двигатель.

В статоре создается вращающееся магнитное поле. Оно наводит на роторе индуцируемый ток и тем самым приводит его в движение. Таким образом ротор всегда пытается «догнать» вращающееся магнитное поле.

Необходимо также упомянуть о такой важной особенности асинхронного двигателя, как скольжение ротора. Это явление заключается в разности частот вращения ротора и магнитного поля, создаваемого статором. Объясняется это как раз тем, что ток индуцируется в роторе только при его движении относительно магнитного поля. И если бы частоты вращения были одинаковы, то этого движения бы просто не происходило. В результате ротор пытается «догнать» по оборотам магнитное поле, и если это происходит, то ток в обмотках перестает индуцироваться и ротор замедляется. В этот момент сила, действующая на него, растет, он начинает опять ускоряться. Так и получается эффект стабилизации частоты вращения, за что эти электродвигатели и пользуются большой востребованностью.

Короткозамкнутый ротор

Он также представляет собой конструкцию, состоящую из металлических пластин, выполняющих функцию сердечника. Однако вместо медной обмотки там установлены стержни или пруты, не касающиеся друг друга и накоротко замкнутые между собой металлическими пластинами на торцах. При этом стержни не перпендикулярны пластинам, а направлены под углом. Это делается для уменьшения пульсаций магнитного поля и момента. Таким образом получаются витки, замкнутые накоротко, от сюда и название.

Фазный ротор

Главное отличие фазного ротора от короткозамкнутого заключается в наличии трехфазной обмотки, уложенной в проточки сердечника и соединяющейся в особом коллекторе с тремя кольцами вместо ламелей. Эти обмотки обычно соединяются «звездой». Такие электродвигатели более трудоемки в производстве за счет усложнения конструкции, однако их пусковые токи ниже, чем у двигателей с короткозамкнутым ротором, а также они лучше поддаются регулировке.

Надеемся, что после прочтения данной статьи у вас больше не осталось вопросов о том, что такое ротор и статор электродвигателя и какой у них принцип работы. Напоследок рекомендуем просмотреть видео, в котором наглядно рассмотрен данный вопрос:

Материалы по теме:

Устройство и работа генераторов переменного тока.

Устройство и работа генератора переменного тока



Генератор автомобилей ВАЗ

Конструкция генератора 37.3701 переменного тока, устанавливаемого на многих автомобилях марки ВАЗ (-2105, -2106, -2108, -2109 и др. ), представлена на рис. 1.

Подвижное магнитное поле создается вращающимся двенадцатиполюсным магнитом – ротором (рис. 2, а), который представляет собой стержень с надетыми на него стальными звездочками, каждая из которых имеет по шесть клювообразных полюсов.

В полости между звездочками ротора на стальном кольце размещена обмотка возбуждения, напряжение к которой подводится через медно-графитовые щетки и два изолированных контактных кольца, напрессованных на вал ротора.

Концы обмотки возбуждения выведены через отверстия и подсоединены к контактным кольцам.

На контактные кольца опираются медно-графитовые щетки, размещенные в щеткодержателях, расположенных в задней крышке генератора со стороны, противоположной приводу. Одна из щеток присоединена к корпусу генератора, а вторая – к изолированной клемме, к которой через регулятор напряжения подводится ток возбуждения от аккумуляторной батареи.

Регулятор напряжения встроен в шеткодержатель, образуя вместе с ним единый съемный блок.

Магнитное поле намагничивает клювообразные полюсы ротора, имеющие разную полярность. Ротор, вращаясь внутри цилиндрического статора, индуцирует ЭДС в фазных обмотках, навитых на набранном сердечнике статора.

Статор генератора (рис. 2, б) состоит из сердечника, представляющего собой набор изолированных друг от друга листов магнитопроводящей мягкой электротехнической стали. Внутренняя поверхность сердечника статора имеет равномерно расположенные по окружности зубцы с пазами между ними. Число пазов кратно трем.

В пазах между зубцами укладываются витки катушек обмотки статора. Для изоляции катушек от сердечника используется электротехнический картон. Статор в сборе пропитывается изоляционным лаком.

Каждая из трех фаз обмотки статора содержит одинаковое число последовательно соединенных катушек, число которых в статоре кратно трем. Обычно статоры современных генераторов содержат 18 катушек, последовательно соединенных в три группы (по шесть катушек на каждую фазу).

Обмотка возбуждения генератора получает питание или от генератора, или от аккумуляторной батареи. Небольшой силы ток, поступающий в обмотку возбуждения через щетки и контактные кольца, вызывает магнитный поток, который замкнуто циркулирует по металлическим деталям ротора, в том числе по полюсным наконечникам.

Так как полюсные наконечники левой и правой половин сердечника ротора смещены, происходит и смещение магнитно потока. Поэтому входя в один зубец статора, магнитный поток выходит через другой зубец, пересекая катушки статора.

При вращении ротора происходит постоянное чередование северного и южного полюсов ротора, что приводит к изменению пересекающего катушки статора магнитного потока по величине и направлению. В результате в фазных обмотках наводится переменная ЭДС.

Для обеспечения первоначального возбуждения генератора, после включения зажигания, к клемме «В» регулятора напряжения, подводится ток по двум цепям:

1. Плюсовая клемма аккумуляторной батареи — контакт «30» генератора — контакты «30/1» и «15» замка зажигания — контакт «86» и «85» обмотки реле зажигания – клемма «минус» аккумуляторной батареи.

После замыкания реле ток в обмотку возбуждения поступает по второй цепи.

2. Плюсовая клемма аккумуляторной батареи — контакт «30» генератора — контакты «30» и «87» реле зажигания — предохранитель №2 в блоке предохранителей — контакт «4» белого разъема в комбинации приборов — резистор 36 Ом в комбинации приборов — контрольная лампа зарядки аккумуляторной батареи — контакт «12» белого разъема в комбинации приборов — контакт «61» — вывод «В» регулятора напряжения — обмотка возбуждения — вывод «Ш» регулятора напряжения — выходной транзистор регулятора напряжения – минусовая клемма аккумуляторной батареи.

После пуска двигателя обмотка возбуждения питается с общего вывода трёх дополнительных диодов, установленных на выпрямительном блоке, а напряжение в системе электрооборудования автомобиля контролируется светодиодом или лампой в комбинации приборов.

При исправно работающем генераторе после включения зажигания светодиод или лампа должны светиться, а после пуска двигателя — гаснуть, поскольку напряжение на контакте «30» и общем выводе «61» дополнительных диодов становится одинаковым, и ток через контрольную лампу не протекает.

Если светодиодная лампа продолжает гореть после пуска двигателя, то это означает, что генераторная установка неисправна, т. е. либо вообще не выдаёт напряжение, либо оно ниже напряжения аккумуляторной батареи. В этом случае напряжение на разъёме «61» будет ниже напряжения на контакте «30», поэтому в цепи между ними протекает ток, заставляя светиться светодиодную лампу, что свидетельствует о неисправности генератора.

***



Каждая фаза трехфазной обмотки генератора состоит из шести последовательно соединенных катушек. Фазные обмотки соединены между собой по схеме «звезда» или «двойная звезда».

Свободные концы каждой из трех фаз подключены к встроенному в корпус генератора выпрямителю, который состоит из трех моноблоков, соединенных в схему двухполупериодного выпрямителя. Моноблок состоит из оребренного корпуса (для эффективного охлаждения), контактной шайбы, полупроводниковой кремниевой шайбы, герметизирующей заливки и двух выводов.

В каждом моноблоке, являющемся одновременно радиатором и токопроводящим зажимом средней точки, установлено по две полупроводниковые кремниевые шайбы.

Три моноблока выпрямителя размещены на задней крышке генератора, со стороны противоположной приводу, и соединены между собой параллельно.

Обмотка каждой из фаз генератора соединена с соответствующим моноблоком выпрямителя так, чтобы переменный ток подводился между двумя полупроводниковыми шайбами.

Выводы всех моноблоков выпрямителя с одной стороны соединены с корпусом генератора («масса), а с другой – изолированной положительной клеммой генератора.

Схема подключения фазных обмоток генератора к двухполупериодному выпрямителю показана на рис. 4.

Вал ротора вращается на двух шариковых подшипниках, размещенных в крышках генератора. Между крышками зажимается статор с обмотками. На переднем конце вала ротора посредством шпоночного соединения устанавливается шкив ременной передачи для привода генератора.

Между передней крышкой и приводным шкивом на валу ротора размещен охлаждающий вентилятор.

В торцовых крышках генератора выполнены окна для прохода воздуха, который охлаждает детали генератора и выпрямительный блок.

***

Снятие и установка генератора

Для снятия генератора с автомобиля понадобятся ключи гаечные рожковые (или накидные) 8 мм, 10 мм, 17 мм и 19 мм, головка 13 мм, плоская отвертка (для снятия хомутов) и монтажная лопатка.

• Отсоедините минусовый провод от клеммы аккумуляторной батареи (ключ 10 мм).
• Аккуратно снимите пластмассовые ленточные хомуты с патрубка воздухозаборника и жгута проводов стартёра и генератора.
• Разъедините штекерный разъём обмотки возбуждения генератора.
• Отверните гайку с вывода «30» генератора (ключ 10 мм).
• Отверните гайку крепления генератора к натяжной планке (ключ 17 мм).
• С помощью монтажной лопатки подведите генератор к двигателю и снимите приводной ремень.
• Отверните три болта защиты картера (головка 13 мм) и снимите её.
• Снимите правый брызговик двигателя, отвернув пять самонарезных винтов (ключ 8 мм).
• Отверните гайку с нижнего болта крепления генератора к кронштейну (ключ 19 мм).
• Снимите генератор вместе с патрубком воздухозаборника, немного наклонив его так, чтобы он прошёл вниз между лонжероном и нижним кронштейном крепления генератора.

Установка генератора производится в обратной последовательности.

***

Регулятор напряжения



Главная страница

Дистанционное образование

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

Принцип работы асинхронного электродвигателя | Русэлт

Асинхронные электродвигатели – это устройства, главным назначением которых является преобразование энергии переменного электротока в механическую. Своим названием двигатель обязан асинхронному типу вращения ротора относительно частоты вращения магнитного поля, индуцирующего электроток в обмотке статора.

Принцип работы на примере асинхронного электродвигателя трехфазного тока

Этот тип электрического двигателя наиболее часто применяется в различных сферах промышленности. Двигатель имеет 3-и обмотки на статоре, со смещением на 120 градусов. Обмотки запитаны переменным током и объединены по схеме «звезда» или «треугольник». При подаче напряжения на обмотку статора во всех трёх фазах появится магнитный поток.

Вместе с изменением частоты напряжения на обмотке статора, изменяется и магнитный поток. Фазы и магнитные потоки смещены относительно друг друга на сто двадцать градусов. Суммарный магнитный поток и будет вращающимся магнитным потоком, создающим электродвижущую силу (ЭДС). ЭДС, в замкнутой электроцепи обмотки ротора, индуцирует электроток. Во взаимодействии с магнитным потоком статора, ток создает пусковой момент электрического двигателя. Ротор начинает вращение в таком же направлении, что и магнитное поле статора при превышении пусковым моментом двигателя его тормозного момента.

Преимущества и недостатки асинхронных электродвигателей

Простота эксплуатации и хорошая ремонтопригодность – главные достоинства асинхронного двигателя, сделавшие его наиболее востребованным в очень разных сферах машиностроения и приборостроения. Привлекает и:

• Сравнительно невысокая цена;
• Надёжность
• Несложность подсоединения в общую электроцепь устройств.

Асинхронные электродвигатели имеют и ряд недостатков:

• Трудности с точным регулированием скорости;
• Большой пусковой ток;
• Относительно невысокий коэффициент мощности.

По типу обмотки ротора, короткозамкнутой или фазной, асинхронные двигатели, подразделяются на 2 типа:

• Электродвигатели с короткозамкнутым ротором имеют обмотку, замыкающуюся на сам ротор;
• Электродвигатели с фазным ротором – обмотку с концами, выведенными на щеточно-коллекторный узел.

Преимущество двигателя с фазным ротором в том, что скорость вращения можно регулировать путем подключения дополнительных сопротивлений (реостатного регулирования).

Устройство асинхронного двигателя. Принцип работы

Автор Alexey На чтение 7 мин. Просмотров 1.1k. Опубликовано 21.04.2016
Обновлено 17.02.2021

Без электрических двигателей совершенно нереально представить себе функционирование современной жизни. Наиболее популярным и востребованным является асинхронный трёхфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором в виду его простой и надёжной конструкции, которая обеспечивает отличные механические характеристики. Главным назначением асинхронных двигателей является преобразование переменного электрического тока в механическую энергию.

Внутреннее устройство электромотора и его принцип работы вызывает резонный интерес, как в познавательном плане, так и с практической точки зрения — знание конструктивных особенностей асинхронного двигателя, влияющих на его параметры, поможет при выборе электродвигателя, его эксплуатации и обслуживании. Подробнее о теории работы асинхронного двигателя я объясняю и описываю в статье Принцип работы асинхронного электрического двигателя

Назначение основных частей трехфазных асиннхронных двигателей

В любом двигателе есть две основные составляющие – неподвижный статор, закрепляемый на станине, и вращающийся ротор, через вал которого осуществляется передача механической энергии.

В отношении электродвигателей и трансформаторов катушки с проводом принято называть обмотками из-за технологических процессов при их создании. Магнитопровод статора (сердечника), в котором укладываются обмотки, помещается в защитный металлический кожух, служащий также теплоотводом с ребристой поверхностью.

устройство статора

Ротор нигде не соприкасается со статором и вращается на подшипниках, закрепляемых на торцевых крышках, или отдельно на станине. Торцевые крышки крепятся к кожуху при помощи болтов. Механическая энергия снимается с вала в передней части двигателя при помощи шкива, шестерни или муфты.

Схема устройства асинхронного трёхфазного двигателя

На вал ротора с тыльной стороны мотора крепится защищённый кожухом вентилятор для обдува ребристого корпуса, на котором находится клеммник подключения вводного кабеля, питающего электромотор.

Виды асинхронных электродвигателей

Узнав кратко, из чего состоит большинство электродвигателей, можно перейти к рассмотрению асинхронных двигателей. Описание электромагнитных взаимодействий, происходящих в асинхронном двигателе, не входит в рамки данной статьи, но коротко можно сказать, что в статоре создаётся вращающееся магнитное поле, взаимодействующее с полем ротора.

Схема принципа действия асинхронного двигателя

Асинхронный – означает, что вал ротора не вращается синхронно с вращающимся магнитным полем статора. Широко используются две разновидности данного типа трехфазных электромоторов, которые имеют такие официальные названия:

• асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором;
• асинхронный двигатель с фазным ротором.

Конструкции статора данных типов электродвигателей являются идентичными, а различия заключаются в конструктивном исполнении ротора.

Устройство статора асинхронных двигателей

Для недопущения образования вихревых токов, возникающих при переменном электромагнитном поле, магнитопровод статора набирают из одинаковых колец специальной электротехнической стали методом шихтовки (от немецкого Schicht — набор). В кольцах с внутренней стороны на специальном оборудовании выбивают пазы сложной формы.

а) статор в сборе с обмотками , б) магнитопровод и кольцо эл. стали

При укладке колец в пакет статора добиваются полного совпадения данных пазов, предназначенных для укладки обмоток.

Набор сложенных пластинчатых колец фиксируют при помощи специальных скоб и запрессовывают в защитный кожух двигателя, который также несёт механические нагрузки и служит для охлаждения. Обмотки статора мотают на специальном станке в виде рамок, укладываемых в определённые пазы статорного магнитопровода.

Перед укладкой обмотки паз изолируют при помощи диэлектрической прокладки.

диэлектрическая прокладка в пазу

Рабочие осторожно помещают рамки обмоток в пазы, не допуская повреждения эмалированной изоляции проводов.

рамки статора

В зависимости от конструктивных особенностей статора, в один паз может быть помещено несколько рамок – в этом случае их также изолируют друг от друга диэлектрическими прокладками

продолговатый клин из стекловолокна

Уложенные обмотки в каждом пазу фиксируют при помощи специальной вставки в форме продолговатого клина из стекловолокна.

Соединения обмоток статора

Каждую уложенную в пазы обмотку проверяют на обрыв, пробой и межвитковое замыкание. После этого выводы рамок соединяют в фазные обмотки, в зависимости требуемого от количества пар полюсов.

Асинхронные электродвигатели с одной парой полюсов вращающегося магнитного поля имеют максимально возможные для частоты 50 Гц обороты идеального холостого хода – 3000 в минуту.

соединения проводов при помощи сварки

При помощи параллельных и последовательных подключений рамок обмоток определённым способом создают дополнительные полюсы вращающегося электромагнитного поля для уменьшения оборотов вала ротора. Все электрические соединения проводов обмоток выполняют при помощи сварки, реже – пайки.

Таким способом формируют фазные обмотки, геометрические оси которых располагаются под углом 120º. Выводы от фазных обмоток выводят в коробку подключения. По другому данный клеммник называется блоком распределения начал обмоток (БРНО). Петли обмоток, выходящие из пазов магнитопровода статора, называют лобовыми обмоточными частями.

Провода обмоток в лобовой части обматывают бандажными лентами для механической фиксации.

обмотка монтажной лентой проводов

После выполнения всех работ, статор погружают в лак, который высыхая, придает конструкции электрическую и дополнительную механическую прочность.

Устройство короткозамкнутого ротора

Короткозамкнутый ротор также состоит их шихтованных колец, в которых по внешней окружности пробивают пазы для укладки короткозамкнутых витков, которые делают из меди (для мощных двигателей более 50 кВт) и алюминия.

С торцов ротора данные витки замыкаются накоротко при помощи колец (медных или алюминиевых).

Принципиальная схема короткозамкнутого ротора

Визуально обмотка короткозамкнутого ротора без магнитопровода похожа на беличье колесо.

В данных витках благодаря трансформации индуцируется ток, возбуждающий электромагнитное поле ротора, взаимодействующее с вращающимся полем статора. Для упрощения процесса изготовления витков сложной формы используют заливку расплавленного алюминия в пазы ротора.

От формы поперечного сечения короткозамкнутых витков ротора зависит такая механическая характеристика асинхронного двигателя как начальный вращательный момент запуска, увеличения которого добиваются путём добавления дополнительных пусковых витков.

Используя особенности распределения силовых линий электромагнитного поля, добиваются больших токов в пусковых обмотках ротора при запуске двигателя, которые уменьшаются при наборе оборотов. Вал ротора запрессовывается в магнитопровод по его оси. Замыкающие кольца часто имеют лопатки, которые выполняют функцию внутреннего вентилятора, обеспечивающего циркуляцию воздуха внутри электромотора.

Из-за того, что роторная электрическая цепь не контактирует с внешними цепями, не требуется контактных узлов, что делает асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором наиболее износоустойчивым по сравнению с другими типами электродвигателей.

Устройство фазного ротора

В пазах фазного ротора укладываются фазные обмотки, соединённые звездой, и подключённые к контактным кольцам, через которые осуществляется включение в регулирующую внешнюю цепь.

Асинхронный двигатель с фазным ротором, благодаря добавлению обмоток, в зависимости от внешней регулирующей цепи может использоваться:

• Для плавного запуска электродвигателя и уменьшения пусковых токов при помощи реостатов, подключённых к контактным кольцам. По мере запуска двигателя сопротивление реостатов уменьшается одновременно для всех фаз ротора. При наборе оборотов реостаты отключаются и кольца замыкаются.
• Для поддержания постоянных оборотов двигателя при включении в цепи фазных обмоток ротора дросселей, реактивное сопротивление которых увеличивается с увеличением оборотов, что уменьшает магнитное поле ротора и вращательный момент;
• Для увеличения пускового момента на фазные обмотки подают постоянное или переменное напряжение в противофазе статору.

Характерные поломки асинхронных двигателей

От точности выполнения ротора и статора зависит воздушный магнитный зазор, увеличение которого негативно влияет на производительность и коэффициент полезного действия электродвигателя. Поэтому, стараются данный зазор максимально уменьшить.

поперечный разрез двигателя

Для предотвращения вибраций и биений ротора, его тщательно центрируют перед помещением в статор. Износ подшипников, и в частности, выход из строя сепаратора шарикоподшипников, приводит к перекосу ротора и его трению об магнитопровод статора.

укладка обмоток в пазы ротора

Как правило, после замены подшипников данные повреждения не имеют значительного влияния на работоспособность мотора, но увеличится вибрация из-за разбалансировки ротора.

Обмотки статора наиболее часто подвержены межвитковому замыканию, которое происходит из-за повреждения эмалевой изоляции проводов из-за перегрева. Можно самостоятельно прозвонить обмотки и даже выявить место пробоя между витками, но перемотать обмотки в кустарных условиях не представляется возможным, и при такой поломке двигатель нужно отдавать на перемотку.

Видео: устройство трехфазного асинхронного электродвигателя

Однофазный асинхронный двигатель

В однофазном двигателе используется две обмотки. Одна рабочая, другая стартова. Стартовая нужна для того, чтобы придать первоначальное вращение ротора, затем она отключается. Более подробно принцип работы такого двигателя, смотрите в видео ниже

Статор генератора, проверка и ремонт статора генератора своими руками, инструкция по перемотке статора. Как проверить и перемотать статор генератора. Самостоятельная проверка и ремонт статора генератора. Признаки и причины неисправностей.

Ключевым узлом в электросети транспортного средства заслуженно считается генератор. Данное устройство обеспечивает питание всем потребителям энергии автомобиля, начиная от магнитолы и оптики и заканчивая различными вспомогательными девайсами, как, например, регистратор и навигатор. Один из основных компонентов этого механизма — статор генератора, о котором и пойдет речь в статье. 

Устройство и принцип действия статора генератора

Статор состоит из таких компонентов:

• Пакет или сердечник.
• Обмотки статора.
• Выводы для подсоединения к выпрямительному устройству.

В конструкцию статора входит три обмотки, где формируется 3 различных значения переменного тока. Эта схема являет собой трехфазный вывод. Один конец каждой обмотки подсоединяется к корпусу генератора, а второй подключается к выпрямительному устройству. Для усиления и концентрации магнитного поля в обмоточных компонентах, провод от каждой обмотки прокладывают вокруг сердечника, выполненного в виде металлических пластин.

Обмотка статора расположена в специальных пазах, которых зачастую 36. В пазу обмотка зафиксирована с помощью пазового клина, который тоже изготовлен из изоляционного материала.

Неисправности статора: причины и признаки

В работе статора может произойти два варианта поломок: замыкание обмоток на массу или обрыв в обмотках. Из-за температурных перепадов и долгого влияния влажности на торцевой стороне сердечника может растрескаться и расслоиться изоляция. Это может послужить причиной замыкания, а также ускоренного выхода агрегата из строя. Не зависимо от причины, симптом поломки один — генератор перестает функционировать нормально, в его работе возникают неполадки, также устройство не способно генерировать ток.

Диагностика статора генератора с помощью мультиметра

Статор генератора можно проверить на предмет замыкания или обрыва.

Чтобы выполнить диагностику обрыва, вам понадобится контрольная лампа или мультиметр:

1. Берем тестер. Его необходимо активировать в режим омметра. Щупы подсоединяем к выводам обмотки. При отсутствии обрыва в устройстве, тестер выведет на дисплей следующее значение сопротивления — примерно 10 Ом. Но если в устройстве есть обрыв, ток не сможет пройти к обмоткам, а значит значение сопротивления будет устремляться к бесконечности. В этом случае следует проверить все три вывода.
2. В случае диагностики контрольной лампой необходимо подать от АКБ отрицательный заряд на обмотку, а точнее, на один из ее контактов. Для этого вам понадобится изолированный провод. А положительный заряд подаем через контрольную лампу на другой контакт. Теперь обратите внимание на источник освещения. Если он стал гореть, значит девайс работает нормально. А если нет, значит в системе есть обрыв. Повторяем процедуру проверки для каждого вывода.

Диагностика на наличие короткого замыкания тоже выполняется при помощи лампы или тестера:

1. Настройте мультиметр в режим омметра. Отрицательный щуп тестера подсоедините к статору. Положительный щуп соедините с любым контактом обмотки. Повторите процедуру с каждым выводом.
2. Диагностика контрольной лампой выполняется аналогично. Соедините отрицательный контакт АКБ с выводом статора, а положительный — с любым контактом обмотки. Горящая лампа будет указывать на наличие короткого замыкания в механизме. Если же лампа не будет гореть, значит устройство работает нормально. Диагностика выполняется с каждым выводом.

Перемотка генератора своими руками, инструкция по перемотке статора генератора

Порядок работ:

1. В первую очередь разберите генератор и достаньте из него статор.
2. Обожгите имеющиеся обмотки, чтобы они сгорели, однако перед этим посчитайте число витков и сделайте для перемотки соответствующую схему. На статоре при этом отметьте места выводов для конца и начала обмотки.
3. После сгорания выполняется очистка.
4. Затем с помощью таких материалов, как прессшпан или синтофлекс, нарежьте изоляционные прокладки. Важно, чтобы они выступали из торцов паза на 2.5-3 миллиметра. Когда вы сделаете одну прокладку и подогнете ее под размеры, нужно будет отрезать кусок ленты в соответствии с ее длиной или шириной. Далее, используя данную прокладку, отрежьте 36 кусков идентичной длины и установите их в пазы.
5. После этого выполняется перемотка. Ее суть основывается на том, чтобы провод из одного паза волной следовал сразу в четвертый. Когда половина витков будет намотана на одной фазе, начинайте наматывать в обратную сторону, но при этом нужно перекрывать пустые части полукатушек. Аналогичным образом наматываются все фазы.
6. Когда фазы уже перемотаны, установите в пазы выступающие части прокладок. Выступающие части полукатушек не должны выступать снаружи за границы крепления и внутри за границы металла. Для этого обстучите катушки через проставки.
7. Примерьте статорное устройство в крышке генератора, чтобы убедиться, что обмотки не контактируют с корпусом. Если касание есть, избавьтесь от него.
8. Очистите и соедините выводы обмоточных элементов, для чего их необходимо скрутить между собой и запаять. Также их нужно заизолировать, для чего можно воспользоваться текстильным кембриком.
9. Перед непосредственным соединением убедитесь, что нет короткого замыкания. При наличии замыкания обнаружьте место контакта и заизолируйте его, для чего понадобится еще одна прокладка.
10. Далее свяжите обмоточный компонент и зафиксируйте его контакты при помощи кордовой нити. Если она отсутствует, можно воспользоваться льняной нитью, однако не используйте капроновую, так как она расплавится при сушке и потечет.
11. Статор необходимо немного подогреть для просушки и поместить в емкость, куда нужно предварительно залить пропиточный лак или похожее вещество. Нельзя применять мебельный лак.
12. Когда девайс пропитается, его следует подвесить и подождать какое-то время, пока не стечет весь лак.
13. Затем поместите устройство в обычную духовку и настройте ее на минимальный нагрев. Статор желательно подвесить и установить под него старую кафельную плитку. Подождите один час. Если лак за это время перестанет липнуть, значит необходимо сушить девайс при такой температуре еще два часа.

Заключение

Как видите, перемотка статора в целом является довольно кропотливой и сложной процедурой, справиться с выполнением которой может далеко не каждый. Выполнение данного мероприятия в общей сложности займет не меньше четырех часов.

Автомобильный генератор — как работает, из чего состоит и устройство

Генератор — основной источник электроэнергии машины. Расскажем подробно как работает, из чего состоит и его устройство внутри. Информация подойдет для начинающих и опытных автолюбителей.

Как работает

При пуске двигателя автомобиля основным потребителем электроэнергии является стартер, сила тока достигает сотен ампер, что вызывает значительное падение напряжения аккумулятора. В этом режиме потребители питаются только от аккумулятора, который интенсивно разряжается. Сразу после пуска двигателя генератор становится основным источником электроснабжения.

Генератор авто является источником постоянной подзарядки аккумуляторной батареи во время работы двигателя. Если он не будет работать, аккумулятор быстро разрядиться. Он обеспечивает требуемый ток для заряда АКБ и работы электроприборов. После подзарядки аккумулятора, генератор снижает зарядный ток и работает в штатном режиме.

При включении мощных потребителей (например, обогревателя заднего стекла, фар) и малых оборотов двигателя суммарный потребляемый ток может быть больше, чем способен отдать генератор. В этом случае нагрузка ляжет на аккумулятор, и он начнет разряжаться.

Привод и крепление

Привод осуществляется от шкива коленчатого вала ременной передачей. Чем больше диаметр шкива на коленчатом валу и меньше диаметр шкива, тем выше обороты генератора, соответственно, он способен отдать потребителям больший ток.

На современных машинах привод осуществляется поликлиновым ремнем. Благодаря большей гибкости он позволяет устанавливать на генераторе шкив малого диаметра и, следовательно, получать высокие передаточные отношения. Натяжение поликлинового ремня осуществляется натяжными роликами при неподвижном генераторе.

Устройство и из чего состоит

Любой генератор автомобиля содержит статор с обмоткой, зажатый между двумя крышками — передней, со стороны привода, и задней, со стороны контактных колец. Генераторы крепятся в передней части двигателя болтами на специальных кронштейнах. Крепежные лапы и натяжная проушина находятся на крышках.

Крышки, отлитые из алюминиевых сплавов, имеют вентиляционные окна, через которые воздух продувается вентилятором. Генераторы традиционной конструкции снабжены вентиляционными окнами только в торцевой части, а «компактной» конструкции — еще на цилиндрической части над лобовыми сторонами обмотки статора.

На крышке со стороны контактных колец крепятся щеточный узел, который объединен с регулятором напряжения, и выпрямительный узел. Крышки обычно стянуты между собой тремя или четырьмя винтами, причем статор оказывается зажат между крышками, посадочные поверхности которых охватывают статор по наружной поверхности.

Статор генератора

1 — сердечник, 2 — обмотка, 3 — пазовый клин, 4 — паз, 5 — вывод для соединения с выпрямителем

Статор набирается из стальных листов толщиной 0.8…1 мм, но чаще выполняется навивкой «на ребро». При выполнении пакета статора навивкой ярмо статора над пазами обычно имеет выступы, по которым при навивке фиксируется положение слоев друг относительно друга. Эти выступы улучшают охлаждение статора за счет более развитой наружной поверхности.

Необходимость экономии металла привела к созданию конструкции пакета статора, набранного из отдельных подковообразных сегментов. Скрепление между собой отдельных листов пакета статора в монолитную конструкцию осуществляется сваркой или заклепками. Практически все генераторы автомобилей массовых выпусков имеют 36 пазов, в которых располагается обмотка статора. Пазы изолированы пленочной изоляцией или напылением эпоксидного компаунда.

Ротор генератора

а — в сборе; б — полюсная система в разобранном виде; 1,3- полюсные половины; 2 — обмотка возбуждения; 4 — контактные кольца; 5 — вал

Особенностью автомобильных генераторов является вид полюсной системы ротора. Она содержит две полюсные половины с выступами — полюсами клювообразной формы по шесть на каждой половине. Полюсные половины выполняются штамповкой и могут иметь выступы. В случае отсутствия выступов при напрессовке на вал между полюсными половинами устанавливается втулка с обмоткой возбуждения, намотанной на каркас, при этом намотка осуществляется после установки втулки внутрь каркаса.

Валы роторов выполняются из мягкой автоматной стали. Но при применении роликового подшипника, ролики которого работают непосредственно по концу вала со стороны контактных колец, вал выполняется из легированной стали, а цапфа вала закаливается. На конце вала, снабженном резьбой, прорезается паз под шпонку для крепления шкива.

Во многих современных конструкциях шпонка отсутствует. В этом случае торцевая часть вала имеет углубление или выступ под ключ в виде шестигранника. Это позволяет удерживать вал от поворота при затяжке гайки крепления шкива, или при разборке генератора, когда необходимо снять шкив и вентилятор.

Щеточный узел

Это конструкция, в которой размещаются щетки т.е. скользящие контакты. В автомобильных генераторах применяются щетки двух типов — меднографитные и электрографитные. Последние имеют повышенное падение напряжения в контакте с кольцом по сравнению с меднографитными. Они обеспечивают значительно меньший износ контактных колец. Щетки прижимаются к кольцам усилием пружин.

Выпрямительные узлы

Применяются двух типов. Это пластины-теплоотводы, в которые запрессовываются диоды силового выпрямителя или конструкции с сильно развитым оребрением и диоды припаиваются к теплоотводам. Диоды дополнительного выпрямителя имеют обычно пластмассовый корпус цилиндрической формы или в виде горошины или выполняются в виде отдельного герметизированного блока, включение в схему которого осуществляется шинками.

Наиболее опасным является замыкание пластин теплоотводов, соединенных с «массой» и выводом «+» генератора случайно попавшими между ними металлическими предметами или проводящими мостиками, образованными загрязнением, т.к. при этом происходит короткое замыкание по цепи аккумуляторной батареи и возможен пожар.

Во избежание этого пластины и другие части выпрямителя генераторов частично или полностью покрывают изоляционным слоем. В монолитную конструкцию выпрямительного блока теплоотводы объединяются в основном монтажными платами из изоляционного материала, армированными соединительными шинками.

Подшипниковые узлы

Это радиальные шариковые подшипники с одноразовой закладкой пластичной смазки на весь срок службы и одно или двухсторонними уплотнениями, встроенными в подшипник. Роликовые подшипники применяются только со стороны контактных колец и достаточно редко, в основном, американскими фирмами. Посадка шариковых подшипников на вал со стороны контактных колец — обычно плотная, со стороны привода — скользящая, в посадочное место крышки наоборот — со стороны контактных колец — скользящая, со стороны привода — плотная.

Охлаждение генератора авто осуществляется одним или двумя вентиляторами, закрепленными на его валу. При этом у традиционной конструкции генераторов воздух засасывается центробежным вентилятором в крышку со стороны контактных колец. У генераторов, имеющих щеточный узел, регулятор напряжения и выпрямитель вне внутренней полости и защищенных кожухом, воздух засасывается через прорези этого кожуха, направляющие воздух в наиболее нагретые места — к выпрямителю и регулятору напряжения.
Система охлаждения: а — устройства обычной конструкции; б — для повышенной температуры в подкапотном пространстве; в — устройства компактной конструкции. Стрелками показано направление воздушных потоков

На автомобилях с плотной компоновкой подкапотного пространства применяют генераторы со специальным кожухом, через который в него поступает холодный забортный воздух. У генераторов «компактной» конструкции охлаждающий воздух забирается со стороны как задней, так и передней крышек.

Для чего нужен регулятор напряжения

Регуляторы поддерживают напряжение генератора в определенных пределах для оптимальной работы электроприборов, включенных в бортовую сеть автомобиля. Генераторы оснащаются полупроводниковыми электронными регуляторами напряжения, встроенными внутрь корпуса. Схемы их исполнения и конструктивное оформление могут различаться, но принцип работы одинаков.

Регуляторы напряжения обладают свойством термокомпенсации — изменения напряжения, подводимого к аккумуляторной батарее, в зависимости от температуры воздуха в подкапотном пространстве для оптимального заряда АКБ. Чем ниже температура воздуха, тем большее напряжение должно подводиться к батарее и наоборот. Величина термокомпенсации достигает до 0,01 В на 1°С. Некоторые модели выносных регуляторов имеют ручные переключатели уровня напряжения (зима/лето).

Направляющее устройство для регулируемых лопаток статора турбореактивного двигателя и способ сборки такого устройства

Предшествующий уровень техники

Настоящее изобретение относится к общей области компрессоров турбореактивных двигателей и, в частности, турбореактивных или турбовинтовых двигателей самолетов. Более конкретно, изобретение относится к устройству, позволяющему направлять регулируемые лопатки статора ступени компрессора.

Компрессор высокого давления авиационного турбореактивного двигателя содержит множество ступеней регулируемых лопаток статора, чередующихся со ступенями лопаток ротора. Лопатки статора служат для изменения характеристик потока газа в зависимости от рабочей частоты вращения турбореактивного двигателя.

Каждая регулируемая лопатка статора имеет на своей законцовке управляющую ось, а на хвостовике — направляющую ось, при этом управляющая ось проходит сквозь кожух статора (именуемый корпусом) турбореактивного двигателя и взаимодействует с элементом управляющим углом установки лопаток, а направляющая ось установлена с возможностью поворота во втулке, расположенной в углублении во внутреннем кольце турбореактивного двигателя. Приводя в действие управляющий элемент можно, таким образом, изменить угол установки лопаток в соответствующей ступени. Можно сослаться на документы FR 2556410 и FR 2723614, в которых описаны конфигурации для направления таких регулируемых лопаток статора.

Кожух компрессора по существу состоит из двух половин, чтобы легче было устанавливать его на место. Чтобы снизить вес и повысить характеристики узла в целом предлагалось изготавливать кожух как единую деталь (360°). К сожалению, когда кожух компрессора выполнен как единая деталь в тангенциальном направлении, установка различных деталей компрессора на место значительно усложняется. В частности, применение кожуха, изготовленного из двух половин, позволяет элементы статора компрессора устанавливать на место индивидуально, и эти элементы статора затем окружают элементы ротора.

Если кожух изготовлен как единая деталь, необходимо поочередно собирать сначала ступень ротора, а затем — ступень статора. К сожалению, в некоторых конфигурациях компрессора ступень ротора, расположенную после ступени статора, которую следует установить на место, невозможно сдвинуть назад из-за наклона кожуха. Поэтому в таких обстоятельствах единственным способом вставить лопатки статора в их корпуса является смещение внутреннего кольца как можно дальше к диску ротора, расположенному после него. К сожалению, такая манипуляция не всегда позволяет вставить лопатки статора, не повреждая их.

Кроме того, для определения размеров линии ротора компрессора, линия бандажного обода компрессора должна находиться как можно ближе к каналу для потока проходящего через него газа. В результате уменьшается пространство под каналом, что требует уменьшения радиального размера направляющего устройства для лопаток статора

Раскрытие изобретения

Задачей настоящего изобретения, таким образом, является создание направляющего устройства для регулируемых лопаток статора, не имеющего указанных недостатков.

Согласно настоящему изобретению эта задача решается с помощью устройства для направления регулируемых лопаток статора турбореактивного двигателя, содержащего множество угловых секторов внутреннего кольца, расположенных торец в торец, в направлении окружности для образования внутреннего кольца, при этом каждый сектор внутреннего кольца содержит каналы, проходящие радиально сквозь сектор внутреннего кольца, множество цилиндрических втулок, каждая из которых вставлена в канал внутреннего кольца изнутри, и каждая из которых предназначена для приема направляющей оси лопатки статора, множество угловых секторов соединительного кольца, расположенных торец в торец в направлении окружности для образования соединительного кольца и вставленные на место радиально изнутри в сторону внутреннего кольца, и множество блокирующих элементов, проходящих в осевом направлении сквозь внутреннее кольцо и соединительное кольцо для сборки этих колец друг с другом.

Устройство по настоящему изобретению отличается тем, что различные элементы, из которых оно состоит (секторы внутреннего кольца, секторы соединительного кольца и втулки) и лопатки статора можно устанавливать на место операциями, которые осуществляются исключительно в радиальном направлении (изнутри наружу). В результате, можно избежать взаимодействия между ротором и статором при установке ступени статора на место после сборки ступени ротора. Таким образом, это устройство хорошо адаптировано к кожухам компрессора, которые имеют форму единой детали (в тангенциальном направлении). Кроме того, радиальный размер такого устройства ограничен.

Предпочтительно, каждый сектор соединительного кольца представляет собой секцию канала, где внутренняя часть образует полосу, а две боковые кромки проходят радиально наружу. В таких обстоятельствах каждая боковая кромка каждого сектора соединительного кольца может содержать отверстия для прохождения блокирующего элемента.

Также предпочтительно секторы соединительного кольца вставлены на место к внутреннему кольцу так, чтобы закрыть зоны между секторами внутреннего кольца. Такое наложение секторов кольца служит для улучшения уплотнения и повышения жесткости.

Также предпочтительно, каждый сектор соединительного кольца имеет вырезы в их тангенциальных концах для улучшения уплотнения. Также для улучшения уплотнения устройство может иметь уплотняющие пластины, расположенные между соседними секторами внутреннего кольца.

Каждый сектор внутреннего кольца может иметь отверстие, расположенное в угловом положении между двумя соседними каналами и проходящее в осевом направлении сквозь сектор внутреннего кольца для пропускания блокирующего элемента. Каждый из этих блокирующих элементов может содержать болт, затянутый в обжатой гайке.

Преимущественно, каждый сектор соединительного кольца несет на внутренней стороне опору для истираемого покрытия для взаимодействия со щетками, установленными на роторе.

Согласно настоящему изобретению также предлагается компрессор турбореактивного двигателя, содержащий по меньшей мере одно описанное выше устройство, и турбореактивный двигатель, содержащий такой компрессор.

Согласно настоящему изобретению также предлагается способ сборки описанного выше направляющего устройства для регулируемых лопаток статора в турбореактивном двигателе, содержащий этапы, на которых последовательно вставляют управляющие оси для лопаток статора сквозь кожух, состоящий из единой детали, устанавливают радиально на место набор секторов внутреннего кольца, вставляя направляющие оси лопаток статора в каналы в секторах внутреннего кольца, изнутри вставляют втулки в каналы секторов внутреннего кольца, чтобы выбрать зазоры, существующие между каналами и направляющими осями лопаток, чтобы секторы внутреннего кольца можно было установить на место, собирают сектора соединительного кольца радиально изнутри к внутреннему кольцу, и вставляют блокирующие элементы в секторы внутреннего кольца и секторы соединительного кольца для сборки этих колец друг с другом.

Способ также может содержать этап, на котором устанавливают уплотняющие пластины между двумя соседними секторами внутреннего кольца.

Краткое описание чертежей

Другие признаки и преимущества настоящего изобретения вытекают из нижеследующего описания, приведенного со ссылками на приложенные чертежи, на которых показан вариант, не имеющий ограничительного характера. На чертежах:

Фиг.1 изображает схематический вид ступени статора компрессора с направляющим устройством для лопаток по настоящему изобретению.

Фиг.2 — вид в изометрии сектора внутреннего кольца направляющего устройства по фиг.1.

Фиг.3 — вид в изометрии сектора соединительного кольца направляющего устройства по фиг.1.

Фиг.4 — вид в изометрии, иллюстрирующий множество секторов внутреннего кольца, соединенных друг с другом и с секторами соединительного кольца в направляющем устройстве по фиг.1.

Фиг. 5 — сечение по линии V-V на фиг.4.

Подробное описание изобретения

На фиг.1 приведена схема ступени 2 статора компрессора авиационного турбореактивного двигателя, например, компрессора высокого давления турбореактивного или турбовинтового двигателя самолета. Такая ступень статора расположена перед ступенью ротора (не показана) компрессора.

Ступень 2 статора содержит множество лопаток 4 с изменяемым шагом, которые расположены в канале 6 для пропускания потока газа через компрессор.

Каждая регулируемая лопатка 4 имеет форму аэродинамического профиля 8, заканчивающегося на радиально внешнем конце (или на законцовке лопатки) управляющей осью 10 (или верхней осью), а на радиально внутреннем конце (или хвостовике лопатки) направляющей осью 12 (или нижней осью).

Управляющая ось 10 лопатки 4 проходит сквозь кожух 14 турбореактивного двигателя, который выполнен как единая деталь (в тангенциальном направлении) и взаимодействует с элементом для управления углом установки лопаток. Для этого управляющая ось типично заканчивается головкой 16, находящейся в зацеплении с концом управляющей тяги 18, другой конец которой взаимодействует с управляющим кольцом 20.

Управляющая тяга 18 и управляющее кольцо 20 образуют элемент, управляющий шагом лопаток 4. Поворот управляющего кольца вокруг продольной оси турбореактивного двигателя приводит к повороту управляющих тяг и, следовательно, к изменению одновременно угла установки всех лопаток ступни компрессора.

Каждая направляющая ось 12 предназначена для поворота в полой цилиндрической втулке 22, образующей опору оси. Эти втулки 22 расположены в каналах 24, сформированных во внутреннем кольце 26 турбореактивного двигателя, при этом втулки и соответствующие каналы имеют по существу комплементарную форму.

Точнее, согласно настоящему изобретению, внутреннее кольцо, в котором сформированы каналы 24, разделено на секторы, т.е., имеет форму множества угловых секторов 26а внутреннего кольца (напр. , более восьми секторов и, предпочтительно, боле 12 секторов), которые расположены торец в торец в тангенциальном направлении для образования кольца в 360°.

На фиг.2 приведен вид в перспективе, показывающий сектор 26а внутреннего кольца. Он содержит внешнюю поверхность 28 для определения внутренней стороны проточного канала для потока газа, проходящего через компрессор, и внутреннюю поверхность 30, которая расположена радиально противоположно внешней поверхности. Каналы 24 (на одном секторе внутреннего кольца выполнено четыре таких канала) проходят радиально сквозь сектор внутреннего кольца между его внешней и внутренней поверхностями.

Каждый сектор 26а внутреннего кольца имеет отверстие 31, которое в угловом направлении расположено между двумя соседними каналами и которое в осевом направлении проходит прямо сквозь сектор внутреннего кольца между поверхностью 32 передней стороны и поверхностью 34 задней стороны сектора внутреннего кольца. Отверстие 31 предназначено для прохода блокирующего элемента, как будет описано ниже.

Кроме того, направляюще устройство по настоящему изобретению имеет соединительное кольцо 36 для сборки радиально с внутренним кольцом 26 изнутри.

Для этого соединительное кольцо разделено на секторы, т.е., также имеет форму множества угловых секторов 36а соединительного кольца (напр., более восьми и, предпочтительно, боле 12), которые установлены торец в торец в тангенциальном направлении для образования кольца в 360°. Количество секторов соединительного кольца выбрано таким, чтобы сектор соединительно кольца накладывался по меньшей мере на два соседних сектора 26а внутреннего кольца (как показано на фиг.4).

На фиг.3 представлен вид в перспективе сектора 36а соединительного кольца. Он представляет собой канальную секцию, имеющую внутреннюю часть 38, образующую полосу, и две боковые кромки, переднюю боковую кромку 40 и заднюю боковую кромку 42, которые отходят радиально наружу. Эта канальная секция позволяет боковым поверхностям 22 и 34 и внутренней поверхности 30 сектора 26а внутреннего кольца вставляться радиально. На своей внутренней поверхности полоса 38 несет опору для истираемого покрытия 43, которое должно взаимодействовать со щетками, установленными на роторе (на чертежах не показаны).

Каждая из боковых кромок 40 и 42 каждого сектора 36а соединительного кольца имеет отверстия для пропускания блокирующего элемента. Точнее, в примере, показанном на фиг.3, передняя боковая кромка 40 каждого сектора соединительного кольца имеет два выреза 44, и задняя боковая кромка 42 имеет два отверстия 46 для пропускания блокирующих элементов.

Как показано на фиг.3-5, каждый из блокирующих элементов в этом примере содержит болт 48, который затянут в обжатой гайке 50, при этом болт вставлен спереди назад, а гайка 50 обжата на секторе 36а соединительного кольца.

Из выше описанного очевиден способ, которым направляющее устройство по настоящему изобретению устанавливается на место. Когда лопатки ступени ротора, расположенные непосредственно после ступени 2 статора, установлены на место, управляющие оси 10 лопаток 4 устанавливают на место радиально изнутри в их корпуса в кожухе 14. Затем устанавливают на место секторы 26а внутреннего кольца, вставляя их изнутри, позиционируя направляющие оси 12 лопаток в каналах 24 так, чтобы сформировать внутреннее кольцо 26.

Затем радиально изнутри в каналы 24 вставляют втулки 22 вокруг направляющих осей 12, чтобы выбрать сборочные зазоры, имеющиеся между каналами и направляющими осями лопаток и чтобы секторы внутреннего кольца можно было установить на место.

Затем с секторами 26а внутреннего кольца собирают секторы 36а соединительного кольца, устанавливая их радиально изнутри к секторам внутреннего кольца. Точнее, секторы соединительного кольца устанавливают на место так, чтобы отверстия 31, сформированные в секторах внутреннего кольца совпали в угловом направлении с вырезами 44 и отверстиями 46 в секторах соединительного кольца.

Кроме того, и предпочтительно, как показано на фиг.4, секторы 36а соединительного кольца устанавливают на место к внутреннему кольцу так, чтобы закрыть зоны между секторами внутреннего кольца и улучшить уплотнение узла.

Когда секторы соединительного кольца установлены на место, болты 40 вставляют в отверстия 31, сформированные в секторах внутреннего кольца, и затягивают в гайках 50, заранее прикрепленных к задней боковой кромке 42 секторов соединительного кольца. Таким образом, болты предотвращают тангенциальное движение соединительного кольца.

Направляющее устройство по настоящему изобретению, таким образом, устанавливают на место операциями, которые выполняются исключительно в радиальных направлениях изнутри в направлении наружу.

В преимущественной конструкции, показанной на фиг.3, каждый сектор 36а соединительного кольца имеет вырезы 52 на своих тангенциальных концах для улучшения уплотнения узла.

В другом преимущественном варианте, который на чертежах н показан, предусмотрена установка уплотняющих пластин между двумя соседними секторами внутреннего кольца для улучшения уплотнения узла.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.
  Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г.,
  браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.
  Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie
потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только та информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт
не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к
остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Патент США на устройство поддержки сердечника статора и патент на вращающуюся электрическую машину (Патент № 11,165,291, выдан 2 ноября 2021 г.)

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

Настоящая заявка основана на приоритетах предыдущей заявки на патент Японии № 2017-153352, поданной 8 августа 2017 г., и предыдущей заявки на патент Японии № 2018- 98069, поданной 22 мая 2018 г., полное содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.

FIELD

Описанные здесь варианты осуществления относятся к опорному устройству сердечника статора и вращающейся электрической машине.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Вращающиеся электрические машины, такие как генератор и электродвигатель, включают ротор с вращающимся валом и статор. Вращающиеся электрические машины можно условно разделить на машины с внутренним ротором и с внешним ротором. Среди них, во вращающейся электрической машине с внутренним ротором, некоторые статоры включают в себя цилиндрический сердечник статора, сформированный таким образом, чтобы окружать ротор, и раму статора, которая покрывает сердечник статора снаружи в радиальном направлении и поддерживается фундаментом.В такой вращающейся электрической машине вибрация может создаваться в статоре силой магнитного притяжения, создаваемой вращением ротора. Нежелательно, чтобы эта вибрация распространялась от вращающейся электрической машины к фундаменту. По этой причине в таком статоре вращающейся электрической машины между сердечником статора и корпусом статора может быть расположено опорное устройство сердечника статора, включающее в себя упругий корпус, такой как пружинная пластина или пружинный стержень, и сердечник статора может быть поддерживается рамой статора через опорное устройство.Это позволяет подавить распространение вибрации за пределы статора.

РИС. 8 представляет собой схематический вид в поперечном сечении, показывающий пример вращающейся электрической машины, включающей в себя обычное опорное устройство сердечника статора для упругой поддержки сердечника статора, где вращающаяся электрическая машина разрезана вдоль осевого направления. Осевое направление означает направление вдоль оси центра вращения ротора. В примере на фиг. 8, статорная рама 11 статора 10 имеет цилиндрическую наружную кольцевую пластину 12 , а сердечник статора 20 поддерживается на статорной раме 11 , в частности, ее внешняя кольцевая пластина 3

5 через опорное устройство сердечника статора (далее — опорное устройство) 300 .Сердечник статора 20 имеет цилиндрическую форму путем наслоения множества кольцевых многослойных железных сердечников 21 . Ротор 40 , обозначенный пунктирной линией для удобства иллюстрации, расположен с возможностью вращения радиально внутри сердечника 20 статора. Канавка в форме ласточкина хвоста образована на внешней периферийной части каждого многослойного железного сердечника 21 , и множество этих канавок сформировано с интервалами в периферийном направлении.

Опорное устройство 300 — это опорное устройство, называемое «пружинным стержнем». Опорное устройство 300 включает в себя множество осевых ребер 31 , которые удерживают множество многослойных железных сердечников 21 путем установки канавок в форме ласточкина хвоста многослойных железных сердечников 21 , пару прижимных пластин для железных сердечников 32 (концевой фланец сердечника) для зажима множества цилиндрических многослойных железных сердечников 21 , удерживаемых ребрами 31 с обеих осевых сторон, множества кольцевых прижимных колец 33 железных сердечников, которые окружают и удерживают ребра 31 с обеих сторон радиально снаружи, множество кольцевых опорных пластин с железным сердечником 34 , которые окружают и удерживают ребра 31 снаружи в радиальном направлении и которые выступают радиально наружу из прижимного кольца с железным сердечником 33 , множество кольцевых разделительных пластин 35 крепится к внутренней периферийной поверхности внешней периферийной пластины 12 так, чтобы располагаться соосно с ou кольцевую пластину 12 рамы статора 11 и расположенную радиально снаружи сердечника статора 20 , и множество пружинных стержней 36 , проходящих в осевом направлении для соединения опорной пластины железного сердечника 34 и разделительная пластина 35 . В крупной вращающейся электрической машине из-за большой формы сердечника статора трудно сформировать кольцевой многослойный железный сердечник из цельного куска, и в некоторых случаях многослойный железный сердечник может быть разделен по окружности. В примере, показанном на фиг. 8, многослойный железный сердечник 21 разделен по окружности и состоит из множества секторных разделенных тел. Соседние в осевом направлении разделенные тела укладываются друг на друга в состоянии, при котором секторные тела сдвинуты друг относительно друга на половину внутреннего угла каждого секторного тела.

В таком опорном устройстве 300 , в состоянии, в котором сердечник статора 20 расположен так, что центральная ось сердечника статора 20 совпадает с центральной осью рамы статора 11 , a множество пружинных стержней 36 , расположенных в периферийном направлении, соединяют опорную пластину 34 железного сердечника с разделительной пластиной 35 , прикрепленной к внешней периферийной пластине 12 рамы статора 11 . В это время пружинный стержень 36 выходит за осевые обе стороны сердечника 20 статора, а разделительная пластина 35 и опорная пластина железного сердечника 34 попеременно расположены в осевом направлении. Таким образом, пружинный стержень 36 удерживается соседними разделительными пластинами 35 в состоянии поддержки на обоих концах (две точки) и соединяется с опорной пластиной стального сердечника 34 между разделительными пластинами 35. .В результате пружинный стержень 36 изгибается против радиального смещения опорной пластины 34 стального сердечника, и сердечник 20 статора может упруго поддерживаться.

Кроме того, на РИС. 9 представляет собой схематический вид в поперечном сечении, показывающий вращающуюся электрическую машину, включающую в себя обычное устройство поддержки сердечника статора, отличное от показанного на фиг. 8, где вращающаяся электрическая машина разрезана в осевом направлении. Компоненты, аналогичные компонентам опорного устройства , 300, , показанного на ФИГ.8 обозначены теми же ссылочными позициями. Опорное устройство , 300, ‘, показанное на фиг. 9 представляет собой опорное устройство, называемое «пружинной пластиной». Опорное устройство 300 ′ включает в себя множество осевых ребер 31 , которые удерживают множество многослойных железных сердечников 21 путем установки канавок в форме ласточкина хвоста многослойных железных сердечников 21 , пару прижимных пластин 32 железных сердечников. для зажима множества цилиндрических многослойных железных сердечников 21 , удерживаемых ребрами 31 с обеих осевых сторон, множество кольцевых прижимных колец 33 железных сердечников, которые окружают и удерживают ребра 31 снаружи в радиальном направлении, a множество разделительных пластин 35 , прикрепленных к внутренней периферийной поверхности внешней периферийной пластины 12 рамы статора 11 сваркой или подобным образом и расположенных радиально снаружи сердечника статора 20 , и множество пружинных пластин 38 расположен для продолжения в осевом направлении для соединения ребра 31 и разделительной пластины 35 . Конфигурация разделительной пластины 35 частично отличается от показанной на фиг. 8. Разделительная пластина 35 в опорном устройстве 300 ′ включает кольцевую базовую часть 35 A, прикрепленную к внутренней периферийной поверхности внешней периферийной пластины 12 таким образом, чтобы располагаться соосно с внешней периферийной пластиной. 12 , и цилиндрическую соединительную часть 35 B, расположенную на внутреннем периферийном конце базовой части 35 A, а соединительную часть 35 B используют для соединения с пружинной пластиной 38 .

РИС. 10 представляет собой вид в перспективе сердечника 20 статора и опорного устройства 300 ‘, в частности, ребра 31 и пружинной пластины 38 опорного устройства 300 ‘ на виде сверху. Ссылаясь на фиг. 9 и 10, в опорном устройстве 300 ′, в состоянии, в котором сердечник статора 20 расположен так, что центральная ось сердечника статора 20 совпадает с центральной осью рамы статора 11 , множество пружинных пластин 38 , расположенных в окружном направлении, соединяют ребра 31 с разделительной пластиной 35 , прикрепленной к внешней окружной пластине 12 рамы статора 11 .В частности, множество разделительных пластин 35 предусмотрено с интервалами в осевом направлении, и оба конца пружинной пластины 38 соединены с соответствующими соединительными частями 35 B разделительных пластин 35 , которые являются смежными. в осевом направлении. С другой стороны, часть пружинной пластины 38 между соседними разделительными пластинами 35 соединена с ребром 31 . Часть пружинной пластины 38 между соседними разделительными пластинами 35 и ребром 31 соединены болтом.В результате пружинная пластина 38 изгибается против радиального смещения сердечника 20 статора, и сердечник 20 статора может упруго поддерживаться.

РИС. 11 представляет собой вид в перспективе сердечника 20 статора и опорного устройства 300 на виде сверху. Во вращающейся электрической машине, включающей в себя опорное устройство 300 , описанное выше, основной магнитный поток, создаваемый магнитом возбуждения (системой возбуждения) ротора 40 , проходит через внутреннюю часть сердечника статора 20 , как показано стрелкой. (пустое) направление на фиг.11. В это время часть основного магнитного потока просачивается на заднюю поверхность (внешнюю окружную поверхность) сердечника статора 20 в виде магнитного потока рассеяния 1 и может быть взаимосвязана с частью замкнутой цепи, образованной элементами, составляющими опорное устройство 300 сердечника статора 20 . В частности, как показано на фиг. 11, опорное устройство 300 объединяет такие элементы, как ребра 31 , проходящие в осевом направлении, и элементы, такие как прижимные кольца 33 с железным сердечником и прижимные пластины 32 с железным сердечником, проходящие в окружном направлении в решетчатой ​​формы и поддерживает сердечник статора 20 на раме статора 11 .Путем объединения каждого элемента в форме решетки, например, часть замкнутого контура (часть, окруженная областью, обозначенной штрихпунктирной линией, обозначенной ссылочным номером CC 1 на фиг. 11) образована двумя ребрами. 31 и два прижимных кольца с железным сердечником 33 , и магнитный поток рассеяния φ может быть связан с этим. Кроме того, часть замкнутой цепи (часть, окруженная областью, обозначенной линией из двух точек, обозначенной ссылочным номером CC 2 на фиг. 11) образован двумя ребрами 31 , прижимной пластиной 32 железного сердечника и прижимным кольцом 33 железного сердечника, и магнитный поток рассеяния φ может быть связан с этим. Кроме того, в опорном устройстве 300 ‘ участок замкнутого контура образован двумя ребрами 31 и двумя прижимными кольцами 33 стального сердечника, а участок замкнутого контура образован двумя ребрами 31 , стальной сердечник прижимная пластина 32 и прижимное кольцо 33 железного сердечника, а также магнитный поток рассеяния CD могут быть взаимосвязаны с этими частями замкнутой цепи.

РИС. 12 представляет собой схематический вид ребра 31 , пружинной пластины 38 и соединительной части 35 B разделительной пластины 35 опорного устройства 300 ‘ типа пружинной пластины, если смотреть на вращающаяся электрическая машина радиально снаружи. Как показано на фиг. 10 и 12, в опорном устройстве 300 ‘ разные пружинные пластины 38 соединены с каждым ребром 31 с одной и с другой стороны в окружном направлении.В этом случае, как показано стрелкой на фиг. 12, ребра 31 , примыкающие в окружном направлении, пружинные пластины 38 , примыкающие в окружном направлении между ребрами 31 , соединительная часть 35 B разделительной пластины 35 , соединенная с каждой пружиной пластины 38 , примыкающие в направлении по окружности, и прижимная пластина 32 с железным сердечником может образовывать часть замкнутой цепи (часть, окруженная областью, обозначенной линией из двух точек, обозначенной ссылочным символом CC 3 на РИС. .12). Например, в опорном устройстве 300 ‘ типа пружинной пластины магнитный поток рассеяния φ также может быть связан с частью замкнутой цепи CC 3 .

Здесь, поскольку опорные устройства 300 и 300 ‘ должны иметь механическую прочность, их составные части, как правило, изготовлены из металла, в частности из железа, так что, как показано стрелкой на фиг. 11 (сплошной черный цвет) и стрелка на ФИГ. 12, магнитный поток в направлении, компенсирующем магнитный поток рассеяния φ, действует на участке замкнутой цепи, в результате чего вихревые токи текут в направлении, указанном стрелкой, и могут генерироваться потери на вихревые токи.Такие потери на вихревые токи снижают эффективность вращающейся электрической машины. При возникновении такого вихревого тока температура опорных устройств 300 и 300 ′ повышается, усилие крепления крепежной части уменьшается из-за теплового расширения элементов, составляющих опорные устройства 300 и 300 ′, и может быть проблема в том, что увеличивается вибрация сердечника статора 20 .

В последние годы желательно, чтобы генератор обеспечивал как увеличение магнитного потока для увеличения выходной мощности, так и его компактность.Однако если размер вращающейся электрической машины уменьшить при увеличении магнитного потока, утечка магнитного потока, вероятно, увеличится. В этом случае, если толщина сердечника статора уменьшена, рассеяние магнитного потока может стать в некоторых случаях заметно большим. Поэтому, чтобы добиться как увеличения магнитного потока от ротора, так и его компактности, требуется принять меры для достаточного подавления утечки магнитного потока.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

РИС.1 представляет собой схематический вид в разрезе вращающейся электрической машины согласно первому варианту осуществления;

РИС. 2А представляет собой подробный вид в разрезе основной части опорного устройства сердечника статора во вращающейся электрической машине, показанной на ФИГ. 1;

РИС. 2B представляет собой подробный вид в разрезе основной части опорного устройства сердечника статора во вращающейся электрической машине, показанной на фиг. 1;

РИС. 3 представляет собой схему, показывающую пример распределения плотности магнитного потока в радиальном направлении снаружи от сердечника статора во вращающейся электрической машине, показанной на фиг.1;

РИС. 4 представляет собой схематический вид в разрезе вращающейся электрической машины согласно второму варианту осуществления;

РИС. 5 — вид сердечника статора и опорного устройства сердечника статора вращающейся электрической машины, показанной на фиг. 4, если смотреть радиально снаружи;

РИС. 6 представляет собой вид в перспективе основной части опорного устройства сердечника статора во вращающейся электрической машине, показанной на фиг. 4;

РИС. 7 представляет собой вид в разрезе по линии VII-VII на фиг.4;

РИС. 8 представляет собой схематический вид в поперечном сечении вращающейся электрической машины, включающей в себя обычное опорное устройство сердечника статора для упругой поддержки сердечника статора;

РИС. 9 представляет собой схематический вид в разрезе вращающейся электрической машины, включающей в себя обычное устройство поддержки сердечника статора, тип которого отличается от типа устройства поддержки сердечника статора, показанного на фиг. 8;

РИС. 10 представляет собой вид в перспективе сердечника статора и опорного устройства сердечника статора вращающейся электрической машины, показанной на фиг.9, вид сверху;

РИС. 11 представляет собой вид в перспективе сердечника статора и опорного устройства сердечника статора вращающейся электрической машины, показанной на фиг. 8, вид сверху; и

РИС. 12 представляет собой схематический вид ребра, пружинной пластины и разделительной пластины опорного устройства сердечника статора, показанного на фиг. 9, если смотреть на вращающуюся электрическую машину радиально снаружи.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Опорное устройство сердечника статора в соответствии с вариантом осуществления включает несколько типов опорных элементов, которые поддерживают сердечник статора на раме статора, расположенной радиально снаружи сердечника статора, при этом несколько типов опорных элементов объединены таким образом, чтобы образовать часть с замкнутой цепью, и при этом предусмотрена изолирующая часть (изолирующий элемент, изолирующий материал), которая электрически изолирует часть части с замкнутой цепью.

Кроме того, вращающаяся электрическая машина в соответствии с вариантом осуществления включает в себя статор, сконфигурированный для поддержки сердечника статора на раме статора, которая находится радиально снаружи сердечника статора с помощью вышеуказанного устройства поддержки сердечника статора, и ротор.

Варианты осуществления теперь будут объяснены со ссылкой на прилагаемые чертежи. Те же ссылочные позиции даны тем же компонентам, что и вращающаяся электрическая машина, показанная на фиг. 8-12 среди компонентов в каждом варианте осуществления, описанном ниже, и описание общих компонентов может быть опущено.

Первый вариант осуществления

РИС. 1 представляет собой схематический вид в поперечном сечении вращающейся электрической машины 1 согласно первому варианту осуществления с разрезом вдоль осевого направления. Вращающаяся электрическая машина 1 , показанная на фиг. 1 представляет собой вращающуюся электрическую машину с вращающимся полем и включает в себя статор 10 и ротор 40 , который вращается вокруг центральной оси вращения C 1 радиально внутри статора 10 .Катушка возбуждения (не показана) предусмотрена в роторе 40 . В настоящем варианте осуществления, когда речь идет об осевом направлении, направление означает направление вдоль оси центра вращения C 1 , а когда речь идет о радиальном направлении, направление означает направление, ортогональное оси центра вращения C 1 . Кроме того, направление вращения вокруг оси C 1 центра вращения называется направлением по окружности. На фиг. 1 штриховка каждого составного элемента вращающейся электрической машины 1 опущена для удобства пояснения, а ротор 40 обозначен штрихпунктирной линией.

Статор 10 включает цилиндрический сердечник статора 20 , сформированный таким образом, чтобы окружать ротор 40 , раму статора 11 , включая цилиндрическую наружную окружную пластину 12 , закрывающую сердечник статора снаружи и с опорой на фундамент, и опорное устройство сердечника статора (далее — опорное устройство) 30 для поддержки сердечника статора 20 на раме статора 11 .

Сердечник статора 20 сформирован путем наслоения множества кольцевых многослойных железных сердечников 21 в цилиндрическую форму, и на внешней периферийной части каждого многослойного железного сердечника 21 выполнена канавка в форме ласточкина хвоста, и эти канавки формируются через промежутки в окружном направлении. Многослойный железный сердечник 21 формируется штамповкой, а поверхность после формирования изолируется. Таким образом, изоляция закрепляется между соседними многослойными железными жилами 21 после ламинирования.

Опорное устройство 30 — это опорное устройство, называемое «пружинным стержнем». Опорное устройство 30 включает в себя в качестве опорного элемента, объединенного для образования части замкнутой цепи, которая будет подробно описана ниже, множество осевых ребер 31 , которые удерживают сердечник статора 20 , включая множество ламинированных железных сердечников 21 путем установки пазов в форме ласточкина хвоста соответствующих многослойных железных сердечников 21 , пары прижимных пластин железных сердечников (концевых фланцев сердечника) 32 для зажима множества цилиндрических многослойных железных сердечников 21 , удерживаемых ребра 31 с обеих осевых сторон, другими словами, с обеих торцевых сторон ребер 31 в осевом направлении, множество кольцевых прижимных колец с железным сердечником 33 , которые окружают и удерживают ребра 31 с радиальной снаружи множество кольцевых опорных пластин с железным сердечником 34 , которые окружают и удерживают ребра 31 снаружи в радиальном направлении и выступают радиально наружу в направлении от прижимных колец 33 железного сердечника множество кольцевых разделительных пластин 35 , прикрепленных к внутренней периферийной поверхности внешней периферийной пластины 12 с помощью сварки или т. п. таким образом, чтобы они располагались соосно с внешней периферийной пластиной 12 рамы статора 11 , и расположенный радиально наружу от сердечника статора 20 , и пружинный стержень(и) 36 , проходящий в осевом направлении для соединения опорной пластины железного сердечника 34 и разделительная пластина 35 .

В настоящем варианте осуществления множество ребер 31 расположены на внутренней периферийной поверхности опорной пластины железного сердечника 34 с интервалами в периферийном направлении и закреплены болтом или чем-либо подобным. Ребро 31 прижимается прижимным кольцом из стального сердечника 33 . Прижимное кольцо железного сердечника 33 закреплено в окружном направлении механизмом (не показан) и в результате сжимает ребро 31 .Множество пружинных стержней 36 расположены в окружном направлении и соединяют опорные пластины 34 железного сердечника с разделительными пластинами 35 . В это время пружинный стержень 36 выходит за осевые обе стороны сердечника 20 статора, а разделительная пластина 35 и опорная пластина железного сердечника 34 попеременно расположены в осевом направлении. Таким образом, пружинный стержень 36 удерживается соседними разделительными пластинами 35 в состоянии удержания на обоих концах (две точки) и соединяется с опорной пластиной железного сердечника 34 между соседними разделительными пластинами. 35 .В результате пружинный стержень 36 изгибается против радиального смещения опорной пластины 34 стального сердечника, а сердечник 20 статора упруго поддерживается относительно рамы 11 статора.

Опорное устройство 30 согласно настоящему варианту осуществления, как и опорное устройство 300 , показанное на ФИГ. 8, сочетает в себе решетчатые элементы (осевые элементы), такие как ребра 31 и пружинные стержни 36 , проходящие в осевом направлении с элементами (кольцевыми элементами), такими как прижимная пластина из железного сердечника 32 , железный прижимное кольцо сердечника 33 , опорная пластина железного сердечника 34 и разделительная пластина 35 , которые проходят по окружности и поддерживают сердечник статора 20 на раме статора 11 .Таким образом, формируется часть замкнутой цепи, через которую может протекать вихревой ток из-за магнитного потока, генерируемого ротором , 40, . В частности, в опорном устройстве 30 , хотя и не показанном, как в примере, показанном на фиг. 11, участок замкнутого контура CC 1 , образованный двумя ребрами 31 и двумя прижимными кольцами с железным сердечником 33 , и участок замкнутого контура CC 2 , образованный двумя ребрами 31 , прессующий стальной сердечник пластина 32 и прижимное кольцо железного сердечника 33 сформированы. С другой стороны, в настоящем варианте осуществления ребро 31 и прижимная пластина 32 со стальным сердечником электрически изолированы друг от друга, а ребро 31 и прижимное кольцо со стальным сердечником 33 электрически изолированы от друг с другом. ИНЖИР. 2А представляет собой подробный вид в разрезе соединительной детали между ребром 31 и прижимной пластиной 32 железного сердечника, а на фиг. 2B представляет собой подробный вид в разрезе соединительной части между ребром 31 и прижимным кольцом 33 стального сердечника.

Ребро 31 выходит за осевые обе стороны сердечника статора 20 , а ребро 31 проникает в прижимную пластину железного сердечника 32 в осевом направлении. В примере, показанном на фиг. 2A, цилиндрическая изолирующая втулка 32 B предусмотрена во вставном отверстии 32 A, которое проникает в прижимную пластину 32 железного сердечника в осевом направлении для прохождения концевой части ребра 31 . Концевая часть ребра 31 проходит через изолирующую втулку 32 B и выступает из изолирующей втулки 32 B, а изолирующая гайка 32 C с помощью резьбы прикреплена к выступающей части. Изолирующая гайка 32 C предназначена для затягивания сердечника статора 20 через прижимную пластину железного сердечника 32 путем затягивания по направлению к аксиально-центральной стороне ребра 31 . Фланцевая часть 32 B 1 образована на конце изоляционной втулки 32 B со стороны изолирующей гайки 32 C, а фланцевая часть 32 B 1 расположена между изолирующей гайкой 9 32 C и прижимная пластина с железным сердечником 32 .В результате ребро 31 и прижимная пластина железного сердечника 32 электрически изолированы. То есть ребро 31 и прижимная пластина 32 железного сердечника электрически изолированы, поскольку они находятся в контакте друг с другом через изолирующую втулку 32 B и изолирующую гайку 32 C в качестве изолирующих частей. Материал изоляционной втулки 32 B и изолирующей гайки 32 C особо не ограничивается, если можно закрепить изоляцию.Например, изолирующая втулка 32 B может быть изготовлена ​​из изоляционного полимерного материала, обеспечивающего термостойкость, изолирующая гайка 32 C выполнена из немагнитного металлического материала, а изоляция может быть защищена лакированием поверхности.

С другой стороны, в примере, показанном на фиг. 2В, изолирующий элемент 31 А расположен между ребром 31 и прижимным кольцом 33 железного сердечника. Прижимное кольцо с железным сердечником 33 прижимает ребро 31 через изолирующий элемент 31 A, при этом выступ 31 и прижимное кольцо со стальным сердечником 33 электрически изолированы друг от друга. То есть ребро 31 и прижимное кольцо 33 железного сердечника электрически изолированы, поскольку они находятся в контакте друг с другом через изолирующий элемент 31 A в качестве изолирующей детали. Материал изоляционного элемента 31 A особо не ограничивается при условии, что изоляция может быть обеспечена. Вместо изоляционного элемента 31 A на ребре 31 может быть сформирована изолирующая пленка путем обработки лаком.

Далее будет описана работа согласно настоящему варианту осуществления на примере случая, когда вращающаяся электрическая машина 1 функционирует как генератор.В этом случае сначала подается ток на катушку возбуждения ротора 40 , а катушка возбуждения ротора 40 выполняет функцию электромагнита. В этом состоянии ротор 40 вращается так, что магнитный поток от катушки возбуждения проходит через катушку статора на внутренней периферийной поверхности сердечника 20 статора, посредством чего осуществляется выработка электроэнергии. В это время, когда магнитный поток, создаваемый катушкой возбуждения, достигает задней поверхности сердечника 20 статора, то есть течет радиально наружу, магнитный поток может проходить через участок замкнутой цепи, образованный элементами, составляющими опорное устройство . 30 , и в это время вихревой ток будет протекать через часть замкнутой цепи.

Здесь, в данном варианте осуществления, как описано выше, ребро 31 и прижимная пластина 32 с железным сердечником, которые способны формировать часть замкнутой цепи, электрически изолированы, а ребро 31 и железный сердечник прижимное кольцо 33 электрически изолированы друг от друга. В результате предотвращается протекание вихревых токов, вызванных рассеянием магнитного потока, в части замкнутой цепи, образованной этими элементами. То есть, несмотря на то, что ребро 31 и прижимная пластина 32 железного сердечника могут образовывать участок замкнутой цепи CC 2 (см. 11) вместе с соседним другим ребром 31 и соседним другим прижимным кольцом с железным сердечником 33 на участке замкнутой цепи CC 2 , поскольку ребро 31 и прижимная пластина со стальным сердечником 32 электрически изолированы, вихревой ток не может течь. Кроме того, несмотря на то, что ребро 31 и прижимное кольцо 33 со стальным сердечником могут образовывать часть замкнутого контура CC 1 (см. фиг. 11) вместе с соседним другим ребром 31 и примыкающим другим прижимным кольцом со стальным сердечником 33 , в этой части замкнутой цепи CC 1 , поскольку ребро 31 и прижимное кольцо 33 железного сердечника электрически изолированы, предотвращается протекание вихревого тока.Таким образом, можно подавить потери на вихревые токи и можно подавить тепловое удлинение составляющих элементов опорного устройства 30 из-за повышения температуры опорного устройства 30 .

Как описано выше, согласно настоящему варианту осуществления можно подавить потери на вихревые токи и повышение температуры, которые могут быть вызваны утечкой магнитного потока из сердечника статора 20 , и можно подавить снижение эффективности работы. вращающейся электрической машины 1 и возникновение вибрации.Кроме того, в настоящем варианте осуществления, поскольку поверхность каждого многослойного стального сердечника 21 изолирована, вихревой ток, который закорачивает каждый многослойный железный сердечник 21 , не возникает. Кроме того, несмотря на то, что перегородка 35 опорного устройства 30 и рама статора 11 не изолированы, даже если рама статора 11 образует цепь, по которой может протекать вихревой ток, цепь большая и импеданс высок, из-за чего проблемы с вихревыми токами возникают редко.

РИС. 3 показан пример распределения плотности магнитного потока в радиальном направлении снаружи сердечника статора 20 во вращающейся электрической машине 1 . Как показано на рисунке, магнитный поток, который течет радиально наружу от сердечника статора 20 , увеличивается на конце сердечника статора 20 в осевом направлении, и плотность магнитного потока увеличивается. С другой стороны, в центральной части сердечника 20 статора в осевом направлении магнитный поток, который рассеивается радиально наружу от сердечника 20 статора, мал, и плотность магнитного потока низка.Принимая во внимание такие характеристики, вероятно, элементы, составляющие опорное устройство 30 , могут подавлять неблагоприятное воздействие из-за магнитного потока только за счет частичной изоляции только в области сердечника 20 статора на стороне осевого конца. Поэтому, например, изоляция может быть закреплена только между ребром 31 сердечника статора 20 со стороны осевого конца и прижимным кольцом железного сердечника 33 . Изоляцию можно закрепить только между ребром 31 и прижимной пластиной железного сердечника 32 .В таком случае можно экономично подавить потери на вихревые токи и повышение температуры, которые могут быть вызваны утечкой магнитного потока из сердечника статора 20 .

В этом варианте осуществления ребра 31 и прижимная пластина со стальным сердечником 32 электрически изолированы, а ребро 31 и прижимное кольцо со стальным сердечником 33 электрически изолированы. Другие члены могут быть изолированы. Например, пружинный стержень 36 и разделительная пластина 35 могут быть электрически изолированы, или пружинный стержень 36 и опорная пластина железного сердечника 34 могут быть электрически изолированы.

Второй вариант осуществления

Далее будет описан второй вариант осуществления. Те же ссылочные позиции даны тем же компонентам, что и вращающаяся электрическая машина, показанная на фиг. с 8 по 12, и компоненты первого варианта осуществления среди компонентов в каждом варианте осуществления, описанном ниже, и описание общих компонентов может быть опущено.

РИС. 4 представляет собой схематический вид в поперечном сечении, показывающий вращающуюся электрическую машину 1 ‘ согласно второму варианту осуществления с разрезом вдоль осевого направления, а на фиг.5 представляет собой вид сердечника 20 статора и опорного устройства 30 ‘ сердечника статора (далее именуемого опорным устройством 30 ‘) вращающейся электрической машины 1 ‘, если смотреть радиально снаружи. В настоящем варианте осуществления конфигурация опорного устройства 30 сердечника статора отличается от конфигурации в первом варианте осуществления. На фиг. 4 штриховка каждого составного элемента вращающейся электрической машины 1 ‘ опущена для удобства пояснения, как и на фиг. 1.

Как показано на РИС. 4 и 5, опорное устройство 30 ‘ представляет собой опорное устройство, называемое «типом пружинной пластины». Опорное устройство 30 ′ включает в себя в качестве опорного элемента, объединенного с образованием части замкнутой цепи, которая будет подробно описана ниже, множество осевых ребер 31 , которые удерживают сердечник статора 20 , включая множество многослойных железных сердечников 21 путем установки пазов в форме ласточкиного хвоста на соответствующих многослойных железных сердечниках 21 , пары прижимных пластин для стальных сердечников 32 для зажима множества цилиндрических многослойных железных сердечников 21 , удерживаемых ребрами 31 с обеих осевых сторон, другими словами, с обеих торцевых сторон ребер 31 в осевом направлении, множество кольцевых прижимных колец 33 из стального сердечника, которые окружают и удерживают ребра 31 снаружи в радиальном направлении, множество перегородок 35 крепящихся к внутренней периферийной поверхности наружной периферийной пластины 12 рамы статора 11 мы кольцо или т. п., расположенное радиально наружу от сердечника 20 статора, и множество пружинных пластин 38 , расположенных так, чтобы проходить в осевом направлении для соединения ребра 31 и разделительной пластины 35 .

Как показано на РИС. 5 множество ребер , 31, расположены с интервалами в окружном направлении. Пружинная пластина 38 соединена с ребром 31 по окружности и расположена между ребром 31 и рамой статора 11 таким образом, чтобы упруго поддерживать сердечник статора 20 на раме статора . 11 . Две пружинные пластины 38 предусмотрены на одном ребре 31 в каждом из множества положений крепления, периодически определяемых в осевом направлении, так что две пружинные пластины 38 удерживают ребра 31 по окружности с обеих сторон на каждом креплении. положение и соединяется с ребром 31 .Другими словами, разные пружинные пластины , 38, соединены с каждым ребром , 31, с одной и с другой стороны в окружном направлении. Кроме того, пружинная пластина 38 отодвинута радиально наружу от внешней периферийной поверхности сердечника 20 статора. Пружинная пластина 38 соединена с ребром 31 , например, в центральной части, которая представляет собой часть между осевыми обоими концами пружинной пластины 38 , и оба ее конца соединены с взаимно отличной перегородкой пластины 35 .Множество разделительных пластин 35 расположены с интервалами в осевом направлении. Разделительная пластина 35 имеет базовую часть 35 A, прикрепленную к внутренней периферийной поверхности внешней периферийной пластины 12 таким образом, чтобы располагаться соосно с внешней периферийной пластиной 12 , и соединительную часть 35 B. на внутреннем периферийном конце базовой части 35 A. Для удобства пояснения соединительная часть 35 B обозначена линией из двух точек на фиг.5. Обращаясь к фиг. 10 оба конца пружинной пластины 38 соединены с соответствующими соединительными частями 35 B разделительных пластин 35 , которые примыкают в осевом направлении. С другой стороны, часть пружинной пластины 38 между соседними разделительными пластинами 35 , например, центральная часть пружинной пластины 38 , соединена с ребром 31 . Часть пружинной пластины 38 между соседними разделительными пластинами 35 и ребром 31 соединены болтом.В результате пружинная пластина 38 изгибается против радиального смещения сердечника 20 статора, и сердечник 20 статора может упруго поддерживаться. Хотя соединительная часть 35 B в настоящем варианте осуществления является цилиндрической, она может быть выполнена в виде изогнутой части, предусмотренной для совмещения с положением пружинной пластины 38 .

РИС. 6 представляет собой вид в перспективе, показывающий соединительную деталь между ребром 31 и пружинной пластиной 38 , а на фиг.7 представляет собой вид в разрезе по линии VII-VII на фиг. 4 соединительной детали между перегородкой 35 и пружинной пластиной 38 . В настоящем варианте осуществления ребра 31 и пружинная пластина 38 , соответствующие двум видам взаимно различных осевых элементов, электрически изолированы, а разделительная пластина 35 соответствует периферийному элементу, а пружинная пластина 38 соответствует к осевому элементу электрически изолированы.

Более конкретно, как показано на фиг. 6, ребро 31 и пружинная пластина 38 расположены таким образом, что изолирующая пластина 51 расположена между ребром 31 и пружинной пластиной 38 , и изолирующий болт 52 90 пружинная пластина 38 к ребру 31 через элемент изолирующей пластины 51 крепится к ребру 31 таким образом, чтобы быть объединенными и изолированными друг от друга.То есть ребро 31 и пружинная пластина 38 электрически изолированы, поскольку они находятся в контакте друг с другом через изолирующий пластинчатый элемент 51 и изолирующий болт 52 в качестве изолирующих частей. Как показано на фиг. 7, изолирующая пластина 61 расположена между пружинной пластиной 38 и разделительной пластиной 35 , а изолирующий болт 62 проходит от пружинной пластины 38 к разделительной пластине 35 через

Элемент изолирующей пластины

61 крепится к разделительной пластине 35 таким образом, чтобы они были объединены и изолированы друг от друга. Кроме того, между пружинной пластиной 38 и головкой изолирующего болта 62 предусмотрена изолирующая шайба 63 . То есть пружинная пластина 38 и разделительная пластина 35 электрически изолированы, поскольку они находятся в контакте друг с другом посредством изолирующей пластины 61 , изолирующего болта 62 и изолирующей шайбы 63 . в качестве изолирующей детали.

Материал изоляционных пластин 51 и 61 , изолирующих болтов 52 и 62 и изолирующей шайбы 63 не ограничивается особым образом, если можно обеспечить изоляцию.Например, изолирующие пластины 51 и 61 могут быть изготовлены из изоляционного полимерного материала, обеспечивающего термостойкость. Кроме того, изолирующие болты 52 и 62 и изолирующая шайба 63 могут быть изготовлены из немагнитного металлического материала, а поверхность может быть покрыта лаком для обеспечения изоляции.

В настоящем варианте осуществления, как описано выше, например, ребро 31 , две пружинные пластины 38 и разделительная пластина 35 могут образовывать часть замкнутого контура.Также, ссылаясь на фиг. 5 и 12, соседние ребра 31 в окружном направлении, соседние пружинные пластины 38 в окружном направлении между соседними ребрами 31 в окружном направлении, прижимная пластина со стальным сердечником 32 , которая представляет собой окружную элемент, который соприкасается с соседними ребрами 31 в направлении по окружности и не соприкасается с пружинными пластинами 38 , и разделительная пластина 35 , которая представляет собой кольцевой элемент, контактирующий с соседними пружинными пластинами 38 в окружном направлении и не соприкасается с ребром 31 , может образовывать замкнутую часть цепи CC 3 (см. 12). Однако на этих участках замкнутой цепи, поскольку ребро 31 и пластина пружины 38 электрически изолированы, а пластина пружины 38 и разделительная пластина 35 электрически изолированы, вихревые токи не протекают благодаря утечка магнитного потока из сердечника статора 20 . Таким образом, можно подавить потери на вихревые токи, а также можно подавить тепловое удлинение составляющих элементов опорного устройства 30 ‘ из-за повышения температуры опорного устройства 30 ‘.Следовательно, также в настоящем варианте осуществления подавлены потери на вихревые токи и повышение температуры, которые могут быть вызваны утечкой магнитного потока из сердечника статора 20 , и можно подавить снижение эффективности работы вращающейся электрической машины. 1 ′ и возникновение вибрации. Следует отметить, что составляющие элементы опорного устройства 30 ‘ в настоящем варианте осуществления также могут быть частично изолированы только в области сердечника 20 статора на стороне осевого конца.

В этом варианте ребро 31 и пружинная пластина 38 электрически изолированы, а разделительная пластина 35 и пружинная пластина 38 электрически изолированы. Однако ребро 31 и прижимное кольцо с железным сердечником 33 могут быть изолированы друг от друга, или ребро 31 и прижимная пластина с железным сердечником 32 могут быть изолированы.

Хотя были описаны некоторые варианты осуществления, они представлены только в качестве примера и не предназначены для ограничения объема изобретения.Действительно, новые способы и системы, описанные здесь, могут быть воплощены во множестве других форм; кроме того, различные пропуски, замены и изменения в формах способов и систем, описанных здесь, могут быть сделаны без отклонения от сущности изобретения. Сопутствующая формула изобретения и ее эквиваленты предназначены для охвата таких форм или модификаций, которые не входят в объем и дух изобретения.

Что такое статор? (что это такое, что он делает, часто задаваемые вопросы)

Что такое статор?
Если у вас есть велосипед, вы можете сказать, что это то же самое, что и автомобильный генератор, поскольку он вырабатывает электроэнергию.

В каком-то смысле это правда.
Однако статор на самом деле всего лишь часть механизма, стоящего за этим.

Итак, что именно делает статор?

В этой статье мы углубимся в изучение этого электромагнитного компонента. Мы также рассмотрим некоторые связанные часто задаваемые вопросы, чтобы лучше понять статор.

Эта статья содержит

Начнем.

Что такое статор?

Статор — это неподвижная часть вращающихся электромагнитных устройств, таких как генератор переменного тока, электродвигатель или генератор.

Вы могли слышать, что термин «статор» взаимозаменяемо используется с «генератором переменного тока» или «генератором», даже если он составляет только часть этих более крупных устройств. Особенно это заметно, когда речь идет о генераторе мотоцикла, который чаще называют статором.

Его основная конструкция состоит из внешней рамы, сердечника и обмотки.

Внешняя рама статора поддерживает сердечник статора. Сердечник статора обычно представляет собой тонкие стальные пластины, вставленные в обмотку статора, а обмотка статора (или катушка статора) изготовлена ​​из изолированного медного провода.

При подаче электрического тока сердечник статора и обмотка статора вместе становятся электромагнитом.

Далее, давайте посмотрим, что делает этот электромагнитный компонент.

Что делает статор?

Энергия проходит через статор к вращающемуся ротору и обратно.

Статор всегда неподвижен , пока ротор вращается внутри него или вокруг него.
Таким образом, статор может действовать как:

• Обмотка возбуждения (катушка возбуждения или магнит возбуждения), в которой вращающееся магнитное поле статора приводит в движение якорь ротора, создавая движение .

• Якорь, в котором катушки движущегося поля на роторе воздействуют на статор до , создавая выход .

Вот что делает статор в обычном оборудовании:

• Электродвигатель: В двигателе (двигателе переменного тока или двигателе постоянного тока) обмотка возбуждения статора создает сильное магнитное поле для привода вращающегося ротора, производящего рабочее движение.

• Генератор переменного тока или генератор: В этих устройствах статор преобразует вращающееся магнитное поле ротора в электрический ток.

Статор не ограничивается электродвигателями, хотя его конструкция может немного отличаться в других системах. В гидродинамических системах (таких как гидротрансформатор) статор направляет поток жидкости к вращающемуся ротору турбины системы или от него.

А в некоторых устройствах статор представляет собой массив постоянных магнитов вместо электрической катушки. Вы можете увидеть это в некоторых типах автомобильных стартеров.

Мы рассмотрели основы статора.
Теперь давайте рассмотрим некоторые часто задаваемые вопросы по статору.

Вот ответы на некоторые вопросы о статоре, которые могут у вас возникнуть:

1. Как работают статор и ротор?

Чтобы получить общее представление о совместной работе статора и ротора в электрической машине, давайте рассмотрим типичный асинхронный двигатель:

A. Как работает статор

В раме статора находится сердечник статора, на который намотана катушка статора.

Обмотка катушки статора обычно изготавливается из магнитопровода (обычно изолированного алюминиевого или медного провода).Электромагнитное поле создается, когда переменный ток (AC) подается на обмотку катушки.

Переменный характер тока изменяет полярность полюсов статора в магнитном поле, заставляя магнитное поле (а не статор) вращаться. В зависимости от устройства обмотки катушки статор обычно может иметь 2, 4 или 6 полюсов статора.

B. Как работает ротор

Ротор — это подвижный электрический компонент двигателя.
Как и статор, вращающийся ротор также имеет сердечник ротора и обмотку ротора.

Наиболее распространенный тип конструкции ротора электродвигателя называется беличьей клеткой из-за его формы.
В роторе с короткозамкнутым ротором сердечник ротора представляет собой цилиндр из стальных пластин с заделанными в его поверхность медными или алюминиевыми проводниками (представляющими собой обмотку ротора).

Когда движущееся магнитное поле статора пересекает проводники ротора, оно индуцирует ток. Этот ток создает магнитное поле вокруг проводников ротора. Поскольку магнитное поле в статоре смещает полюса, то же самое происходит и с магнитным полем в роторе, и именно это взаимодействие приводит во вращение ротор.

2. Является ли статор мотоцикла таким же, как автомобильный генератор?

Почти то же самое, но не совсем.
Автомобильный генератор переменного тока представляет собой автономный, установленный снаружи компонент , который создает выход постоянного тока (DC). Это универсальный блок, который вырабатывает необходимую мощность автомобиля.

Для меньшего мотоцикла требуется более простая система, чем для обычных автомобильных генераторов. «Генератор» мотоцикла чаще называют «статором» и сопровождается регулятором/выпрямителем.

Для выработки электроэнергии переменного тока статор работает с ротором, известным как маховик. Мощность переменного тока преобразуется в постоянный ток через выпрямитель, а регулятор регулирует напряжение на аккумуляторе.

Статор мотоцикла обычно расположен внутри двигателя и считается его частью . Регулятор/выпрямитель обычно находится в другом месте. Регулятор/выпрямитель может быть двумя отдельными частями в старых велосипедах, но в более современных конструкциях они объединены в один блок.

До статора (и систем генератора) на мотоциклах использовалось магнето. Магнето выполняло ту же функцию, что и статор, в том числе обеспечивало питание свечи зажигания двигателя, но имело более простую форму.

3. Что может вызвать отказ статора мотоцикла?

Вот две наиболее распространенные причины выхода из строя статора мотоцикла:

A. Использование и износ с течением времени

Как и любой электрический компонент, статор подвержен износу.Воздействие вибрации, окружающей среды и меняющихся температур влияет на срок службы статора.

B. Перегрузка по напряжению

Перегрузка по напряжению — еще одна основная причина отказа статора.

Это происходит, когда одновременно работает слишком много электрических аксессуаров — например, одновременное использование фар, GPS, обогреваемых ручек и стереосистемы. Статор должен работать усерднее, чтобы не отставать от потребляемой мощности, и в конечном итоге сгорает.

4. Что такое двигатель переменного тока?

Двигатель переменного тока преобразует переменный ток в механическую энергию .
В двигателе переменного тока мощность переменного тока поступает от магнитных полей, генерируемых обмотками катушки вокруг выходного вала.

Обычно существует два типа двигателей переменного тока:

• Синхронный: Синхронный двигатель вращается с той же скоростью, что и частота подаваемого электрического тока. Его обмотка якоря питается от источника переменного тока, а обмотка возбуждения — от источника постоянного тока.

• Асинхронный (асинхронный): Асинхронный двигатель — простейший электродвигатель.Электрический ток, необходимый для создания крутящего момента в якоре ротора, индуцируется вращающимся магнитным полем обмотки возбуждения статора.

Двигатель переменного тока может иметь трехфазную или однофазную конфигурацию.
Трехфазные двигатели обычно используются для промышленного преобразования мощности, в то время как однофазные двигатели переменного тока часто используются дома и в офисе, например, в водонагревателях или садовом оборудовании.

5. Что такое двигатель постоянного тока?

Двигатель постоянного тока преобразует постоянный ток в механическую энергию .
Двигатель постоянного тока обычно состоит из статора, ротора, якоря и коллектора со щетками.

В двигателе постоянного тока массив магнитов работает как статор, якорь размещен на роторе, а коммутатор переключает поток постоянного тока с одной катушки на другую.

Существует два типа двигателей постоянного тока:

• Коллекторный двигатель постоянного тока: В этих двигателях заряд и полярность щеток на коллекторе определяют скорость и направление вращения двигателя.

• Бесщеточный двигатель постоянного тока. Бесщеточные двигатели новее, чем щеточные двигатели постоянного тока, но устроены так же — без щеток.Они используют специализированную схему для управления скоростью и направлением двигателя.

Двигатели постоянного тока питаются от батарей или другого источника питания, генерирующего постоянное напряжение, и обеспечивают лучшее изменение скорости и управление с большим крутящим моментом, чем двигатели переменного тока.

Вы найдете их в самых разных бытовых приборах, от электрических бритв до окон электромобилей.

Заключительные мысли

Статор может иметь несколько иное значение, в зависимости от того, рассматривается ли он с точки зрения владельца мотоцикла или только с точки зрения электродвигателя.Владелец автомобиля может вообще не знать об этом, так как это просто часть более известного генератора переменного тока.

Несмотря на это, очевидно, что статор имеет решающее значение для общей работы любого электродвигателя.
Хотя это не электрический компонент, который легко выходит из строя, в следующий раз, когда ваш автомобильный генератор выйдет из строя, это вполне может быть неисправный статор.

Но не волнуйтесь.
При любых проблемах с автомобилем вы всегда можете рассчитывать на помощь RepairSmith.

RepairSmith — это мобильное решение для ремонта и технического обслуживания автомобилей, доступное 7 дней в неделю . Онлайн-бронирование без проблем , все ремонтные работы и исправления проводятся с использованием высококачественных инструментов и деталей , а также 12-месячный | Гарантия 12 000 миль .

Просто свяжитесь с ними, и их сертифицированный ASE механик будет прямо у вашего подъезда, чтобы помочь вам!

Магниты для двигателей — роторы и статоры

Ротор и статор

Ротор — подвижный компонент электромагнитной системы электродвигателя, электрогенератора или генератора переменного тока.Его вращение происходит за счет взаимодействия между обмотками и магнитными полями, которое создает крутящий момент вокруг оси ротора.

Статор — это стационарная часть вращающейся системы, встречающаяся в электрических генераторах, электродвигателях, сиренах, буровых двигателях или биологических роторах. Энергия течет через статор к вращающемуся компоненту системы или от него. В электродвигателе статор создает вращающееся магнитное поле, которое приводит в движение вращающийся якорь; в генераторе статор преобразует вращающееся магнитное поле в электрический ток.В устройствах с гидравлическим приводом статор направляет поток жидкости к вращающейся части системы или от нее.

Разница между статором и ротором

В двигателях или генераторах обе части, такие как ротор и статор, играют ключевую роль. Основное различие между ними заключается в том, что статор является неактивной частью двигателя, тогда как ротор является частью вращателя.

Что такое статор?

Статор является неподвижным элементом электромагнитных цепей.В различных конфигурациях статор может действовать как магниты возбуждения, взаимодействующие с ротором для создания движения, или как якоря, взаимодействующие с катушками движущегося поля на роторе. Как правило, это постоянные магниты или электромагниты, которые поддерживают выравнивание поля, причем последний представляет собой катушку или обмотку возбуждения.

Статор в двигателях переменного тока состоит из тонких стальных пластин сердечника и вставленных в него катушек изолированного провода, которые называются обмотками и подключаются непосредственно к источнику питания.Когда подается ток, они вместе становятся электромагнитом. В двигателях постоянного тока статор несет как обмотки возбуждения, так и полюса, составляющие магнитную цепь с ротором. Обмотки возбуждения в этом случае могут быть обмотками или постоянными магнитами на статоре; на полюсах размещается обмотка возбуждения, количество которых определяется напряжением и током.

Статор — это стационарная часть вращающейся системы, которую можно найти в электрических генераторах, электродвигателях, сиренах, буровых двигателях или биологических роторах.Энергия течет через статор к вращающемуся компоненту системы или от него. В электродвигателе статор создает вращающееся магнитное поле, которое приводит в движение вращающийся якорь; в генераторе статор преобразует вращающееся магнитное поле в электрический ток. В гидравлических устройствах статор направляет поток жидкости к вращающейся части системы или от нее.

Что нужно знать о статоре

1. Статор является неподвижной частью машины.
2. Три основные части статора включают сердечник статора, обмотку статора и внешнюю раму.
3. Высокие потери на трение статора.
4. Система охлаждения статора простая.
5. Обмотка статора хорошо изолирована, так как в ней индуцируется высокое напряжение.
6. Размер обмотки статора велик для пропускания сильного тока.
7. Схема обмотки статора более сложная.
8. Трехфазное питание подается на обмотку статора.

Что такое ротор?

Ротор — это общий термин для основной вращающейся части электрической машины, происходящий от слова «вращающийся».Следовательно, ротор можно описать как движущийся компонент электромагнитной системы, т. е. генератора переменного тока, электрического генератора или электродвигателя. Его вращение происходит за счет взаимодействия между обмотками и магнитными полями, которое создает крутящий момент вокруг оси ротора.

Существуют различные типы роторов (вращающихся частей). Они включают в себя беличью клетку, токосъемное кольцо, воздушный тип, тип с обмоткой и тип с выступающим полюсом.

Что нужно знать о роторе

1. Ротор — вращающаяся часть машины.
2. Две основные части ротора включают сердечник ротора и обмотку возбуждения.
3. Низкие потери на трение ротора.
4. Система охлаждения ротора сложная.
5. Обмотка ротора имеет низкую изоляцию.
6. Размер обмотки ротора мал.
7. Устройство обмотки ротора простое.
8. Ротор подключен к источнику постоянного тока.

Проверка статора — Все производители — eTesters.com

Показаны последние результаты 1 — 10 из 10 найденных продуктов.

• СИСТЕМЫ ИСПЫТАНИЯ СТАТОРА

  Технология автоматизации, Inc.

  STS-3800

  Automation Technology стал «золотым стандартом» в оборудовании для испытаний статоров. STS-3800 имеет стандартные функции и, как и все тестовые системы ATI серии 3800, имеет двухлетнюю ограниченную гарантию, являющуюся лидирующей в отрасли. STS-3800 предлагает наиболее полное тестирование статоров и полей.

• Тестер статора

  Чанчжоу Chanlon Electronic Technology Co., ООО

  Эта машина применяется для тестирования разновидностей железного статора, таких как двигатель насоса, двигатель кондиционера, двигатель стиральной машины, двигатель измельчителя бумаги, серводвигатель, шаговый двигатель и т. д. Его ЖК-дисплей показывает все технические данные, полученные с помощью промышленного управляющего компьютера, которые проверяют и проверьте качество тестирования статора.

• Испытание статора и катушки

  Electronic Systems of Wisconsin, Inc.

  Системы тестирования статоров

  ESW полностью оснащены новейшими отраслевыми функциями. Экранный дисплей наших тестеров позволяет оператору визуально видеть соединение выводов детали с инструментальными соединениями. Наше программное обеспечение упрощает чтение, отслеживание и запись информации об испытаниях статора. Выполняя тесты, вы можете наблюдать за процессом тестирования в режиме реального времени. Вы можете просматривать различные формы импульсов или магнитного поля, которые можно отображать в реальном времени и распечатывать при желании.Программное обеспечение регистрирует все результаты тестирования, поэтому вам не нужно беспокоиться о потере важной информации. ESW проектирует инструмент таким образом, чтобы его можно было легко соединить. Мы тесно сотрудничаем с вами, чтобы определить и реализовать ваши индивидуальные потребности в тестировании. Видео и слайд-шоу ниже демонстрируют некоторые из наших тестеров статоров.

• Автоматический производственный тестер для статоров электродвигателей

  MTC 3 — Whitelegg Machines Ltd

  Полностью автоматические тестеры статора MTC3 надежно и быстро проверяют ваши обмотки на наличие возможных повреждений изоляции с помощью нашего запатентованного теста импульсного напряжения.После полного подключения объекта контроля проводится проверка с автоматическим переключением соединений и методов проверки. MTC3 оценивает каждый шаг теста. В конце всего процесса тестирования он обеспечивает четкое и воспроизводимое утверждение «ГОДНО» или «НЕ ПРОЙДЕНО».

• Тестер двигателя

  Чанчжоу Chanlon Electronic Technology Co., Ltd.

  Эта машина применяется для испытания двигателя со стальным корпусом, такого как насос, вентилятор, двигатель кондиционера, косилки, измельчителя бумаги, холодильника и т. д.На его ЖК-дисплее отображаются все технические данные, полученные с помощью промышленного управляющего компьютера, которые проверяют и подтверждают качество испытания статора.

• Автоматическая машина для испытания намотки

  AWX-05S — ЭКГ KOKUSAI Co., Ltd.

  Это оборудование представляет собой систему, которая выполняет несколько тестов электрических характеристик, таких как катушки якоря и статора. Это система, которая выполняет автоматический тест и оценку в соответствии с заданными параметрами, и любой может легко выполнить оценку качества путем десорбции работы.Кроме того, импульсное испытание является эффективным и проводит электрическое исследование состояния обмотки, не разрушая элемент. Это индуктивность и добротность, которые затухающие колебательные волны генерируют в форме волны переходного явления, т. е. в катушке, и когда имеется несколько О разнице витков в катушке, сердечнике, о разнице в материале и т. д. можно судить одновременно. То есть почти все признаки, необходимые в качестве качества намотки, можно проверить очень быстро.

• Омметр обмотки двигателя

  Серия RMO-M — IBEKO Power AB

  Проверка сопротивления обмотки двигателя/генератора используется для выявления обрыва обмотки, короткого замыкания между двумя обмотками, замыкания на землю, ошибок подключения или короткого замыкания витков.Этот неинвазивный тест сопротивления обмотки помогает точно определить проблемы, связанные с обмотками статора или ротора электрической машины. Кроме того, омметр обмотки двигателя имеет возможность проводить тест на нагрев, который покажет изменение сопротивления обмоток с повышением температуры. Серия RMO-M разработана как идеальное средство для профилактического обслуживания электродвигателей и генераторов. Они мощные (до 100 А испытательного тока), портативные (8 кг) и генерируют постоянный ток без пульсаций.Это делает измерение очень точным с погрешностью 0,1%. Три канала напряжения делают измерение очень простым, поскольку можно получить значение сопротивления всех трех обмоток за одно измерение

• Анализатор EST компонентов раны

  19036 — Chroma Systems Solutions, Inc.

  Первый в отрасли анализатор электробезопасности (EST) компонентов обмотки, который сочетает в себе функции измерения импульсной обмотки (испытания перенапряжения), измерения напряжения переменного/постоянного тока, измерения сопротивления изоляции и сопротивления постоянному току.Анализатор EST компонентов обмотки Chroma 19036 имеет выход высокого напряжения 5 кВ переменного тока/6 кВ постоянного тока, сопротивление изоляции 5 кВ, короткоимпульсное (импульсное) напряжение слоя 6 кВ и 4-проводное измерение сопротивления постоянному току с максимальным выходом до 40 каналов. Устройство Chroma 19036 способно выдавать и измерять переменный ток 100 мА/постоянный ток 20 мА и подходит для испытаний на соответствие стандартам двигателей большой мощности, таким как UL 1004-1. Его конструкция на 500 ВА также соответствует требованиям к выходной мощности стандартов EC/UL. Обмоточные компоненты применяются в двигателях электромобилей, серводвигателях, двигателях подъема, трансформаторах, электромагнитных клапанах и испытаниях статора на импульсные перенапряжения.

• Бесконтактные датчики крутящего момента

  RS425 — Datum Electronics

  Бесконтактные преобразователи крутящего момента RS425 компании Datum Electronics разработаны таким образом, чтобы их можно было легко установить в любой трансмиссии или на испытательном стенде с использованием шлицевого или шпоночного вала. Мы можем модифицировать концы преобразователя в соответствии с вашими требованиями и даже спроектировать концы по индивидуальному заказу. Этот тип датчика имеет много преимуществ по сравнению с другими системами крутящего момента, в том числе: нулевое трение в подшипниках, высокая скорость и высокий крутящий момент.В датчике крутящего момента RS425 используется тензометрический вал для точного и надежного измерения крутящего момента и набор электроники с вращением на валу, цифровые сигналы передаются на невращающуюся часть системы или статор, обеспечивая надежное и высокоточное решение для измерения крутящего момента. . Ротор постоянно питается, что позволяет проводить измерения статического крутящего момента. Серия RS425 предлагает не только большие технические преимущества, но и ряд датчиков крутящего момента по конкурентоспособным ценам.

• Тестер обмоток для больших электрических машин

  ПРЕСКО АГ

  Тестер обмоток Presco был специально разработан в качестве импульсных испытательных систем для диагностики обмоток и катушек больших электрических машин в диапазоне МВт и МВА в соответствии с международным стандартом IEC 60034-15 («Вращающиеся электрические машины. Часть 15: Импульсные уровни выдерживаемого напряжения вращающегося электрооборудования a.в. Спрос на нашу новую линейку импульсных испытательных систем возник из-за того, что нашим клиентам требовался уровень производительности импульсных испытаний, который было трудно получить с коммерчески доступными продуктами. В отличие от других коммерческих продуктов, Импульсные испытательные системы Presco обеспечивают реальный резонансный контур между индуктивным объектом контроля и встроенным накопительным конденсатором с протеканием колебательного тока между объектом контроля и встроенным конденсатором в течение всего времени затухающих колебаний.Таким образом, чувствительность измерения значительно повышается. Кроме того, время фронта генерируемого импульса tf = 0,2 с (+0,3 с / -0,1 с) соответствует спецификациям IEC 60034-15. Наши простые в использовании импульсные испытательные системы разработаны с использованием самых современных технологий и отличаются высокой мощностью разряда, а также прочностью, надежностью и долговечностью в суровых условиях. Наши импульсные испытательные системы доступны в виде стационарных устройств для напряжений до 15 кВ и мобильных устройств до 6 кВ, которые оснащены всеми мерами безопасности, характерными для профессионального оборудования для испытаний высокого напряжения.Импульсные испытательные системы с более высоким выходным напряжением будут доступны в ближайшем будущем в качестве замены старой серии Haefely WP. Возможности систем могут быть расширены за счет функций тестирования переменного или постоянного напряжения по запросу. MOCOTE Мобильный тестер катушек для полевых измерений больших электрических машин Мобильный тестер катушек, специально разработанный для полевых измерений больших электрических машин (например, полюсов роторов больших синхронных машин) Прочная конструкция для надежности

Новая синхронная машина с бесщеточным фазным ротором, использующая специальную схему обмотки статора

Экспериментальная характеристика и моделирование теплового контактного сопротивления интерфейса статор-кожух охлаждения электрической машины при нагрузке с натягом | J. Термальные науки. англ. заявл.

Модель, описанная Мадхусуданой [7], по-видимому, дает наилучшее согласие с экспериментальными результатами для ТКР в диапазоне давлений 5–10 МПа.Цель здесь состоит не в том, чтобы предложить новую модель или физически всеобъемлющую модель, а в том, чтобы обобщить существующую модель, поскольку она относится к TCR от статора к корпусу. Модель включает как твердые [6], так и жидкие [14] компоненты для расчета обратной величины TCR или теплопроводности контакта (TCC).

Проводимость сплошного пятна ( ч _с ) описывается уравнением (6) как

, где k — среднее гармоническое теплопроводностей двух материалов; C и n — коэффициенты, равные 1.13 и 0,94 соответственно [6]; σ представляет собой среднюю шероховатость двух контактирующих поверхностей по средней линии и составляет 1,25 σ RMS; σ RMS — среднеквадратичное значение средней шероховатости двух контактирующих поверхностей; tan Θ — средний наклон неровностей поверхности; P — приложенное давление; H — контактная микротвердость более мягкого из двух материалов. P и H имеют единицы измерения МПа.

Шероховатость поверхности пластины корпуса составляла 1.6 мк м. Шероховатость поверхности пластин была определена по той же методике и составила 10,9 мкм мкм и 11,8 мкм мкм для материалов М15 и JFE соответственно. Для измерения шероховатости поверхности можно использовать любой тестер шероховатости, если он имеет необходимый диапазон. Измерение tan Θ нетривиально, и конструкторы двигателей вряд ли обладают необходимым оборудованием. В качестве альтернативы tan Θ можно рассчитать на основе корреляций шероховатости поверхности [15]. Однако шероховатость поверхности находится за пределами допустимого диапазона, чтобы корреляция была достоверной.Кроме того, корреляция предполагает гауссову случайную поверхность, что не обязательно имеет место для этого контакта. Из-за этого тангенс   Θ был определен эмпирически как 0,12. Типичные значения tan Θ находятся в диапазоне от 0,03 до 0,18 [7,15]. Обратите внимание, что используются объемные свойства для k (22 Вт/м·К для обоих типов ламинатов), а не эффективные свойства, показанные на рис. 9, которые являются функцией коэффициента укладки и включают небольшое количество промежуточного воздуха. Измеренная теплопроводность алюминия составила 195 Вт/м·К.По оценкам, микротвердость алюминия составила 930 МПа, исходя из типичной твердости по Бринеллю для Al 6061-T6. Поверхностная микротвердость зависит от истории поверхности, в том числе от того, как она была обработана, от термообработки или деформационного упрочнения. Фактическая микротвердость поверхности может отличаться от расчетного значения и требует для измерения специального оборудования. Газопроводность жидкости ( ч _г ) ​​описывается уравнением. (7) как

где k _g — теплопроводность внутритканевого газа, в данном случае воздуха, при 80 °C. δ вычисляется по формуле (8) [14]

δ=1,53σRMSP/H−0,097

(8)

На рис. 10 показано сравнение модели с данными для обоих наборов пластин. Модель показывает хорошее согласие с данными. Хотя модель не включена в график, она согласуется с предварительным испытанием при 0,22 МПа. Диапазон 150–250 мм ² К/Вт находится на нижней границе оценок 149–1400 мм ² К/Вт для интерфейса.Что еще более важно, это снижает неопределенность значения на 90%, что приводит к более точному проектированию машины.

Тепловое контактное сопротивление, рассчитанное по модели, достаточно хорошо согласуется (разница 17%) с экспериментальными результатами, представленными Kulkarni et al. [8] для 13,28 МПа, но результаты модели ниже их результатов при экстраполяции на более высокие давления (21–39 МПа). Обратите внимание, что значения свойств материала и поверхности не были указаны, поэтому возможно, что они отличались от представленных здесь.

.