Stator i wirnik

Silnik elektryczny jest urządzeniem, które przekształca energię elektryczną w energię mechaniczną. Ta energia mechaniczna może być następnie dostarczana do różnych rodzajów obciążeń. Silniki, które są wszystkie działające w ramach zasilania DC jest nazywany silnik DC. Silniki, które są wszystkie działające pod 1Φ AC zasilania lub 3Φ AC zasilania nazywany jest silnikiem AC. Spośród wszystkich tych silników, 3Φ AC silniki dostaw są szeroko stosowane jako konwencjonalny prąd sam AC zasilania.

Główne części silnika elektrycznego

Podstawowo, silnik elektryczny składa się z dwóch głównych części, są to

• Stojan
• Silnik

Stojan

Stojan jest nieruchomą częścią każdego silnika elektrycznego, aby uruchomić silnik elektryczny, zasilanie musi być podane do stojana.Istnieją dwa rodzaje konstrukcji wirnika, są to

• Rotor klatkowy
• Rotor pierścieniowy

Konstrukcja stojana

Stojan składa się z laminowanych wytłoczek o grubości od 0,4 mm do 0,5 mm. Tłoczenia są nacięte na obwodzie w celu przeprowadzenia uzwojenia stojana. Wytłoczki stojana są izolowane od siebie w celu zminimalizowania strat żelaza. Materiałem używanym do tłoczeń jest zazwyczaj stal krzemowa, która jest w stanie zminimalizować straty histerezy. W przypadku silnika 3Φ, szczeliny na zewnętrznej powierzchni rdzenia stojana przenoszą uzwojenie 3Φ, połączone w gwiazdę lub trójkąt. To uzwojenie 3Φ na stojanie nazywane jest uzwojeniem stojana.

Konstrukcja wirnika klatkowego

Zewnętrzny rdzeń wirnika jest szczelinowy i cylindryczny. Wirnik składa się z nieizolowanych prętów miedzianych lub aluminiowych zwanych przewodnikami wirnika. Owe pręty aluminiowe umieszczone są w szczelinach wirnika. Te aluminiowe pręty są trwale zwarte na każdym końcu za pomocą miedzianego pierścienia zwanego pierścieniem końcowym. Pręty aluminiowe są zwykle lutowane do pierścieni końcowych, aby zapewnić dobrą wytrzymałość mechaniczną. Jak sama nazwa wskazuje, wirnik wygląda jak klatka, tworząc zamknięty obwód elektryczny. Stąd wirnik nazywany jest wirnikiem klatkowym.

Zastosowania wirnika klatkowego

• Wirniki klatkowe stosowane są w wentylatorach, dmuchawach, pompach wodnych.
• Maszyna drukarska wykorzystuje konstrukcję wirnika klatkowego.
• Latarki, maszyny wiertnicze również wykorzystują konstrukcję wirnika klatkowego.

Konstrukcja wirnika z pierścieniem ślizgowym

Konstrukcja wirnika z pierścieniem ślizgowym jest bardzo podobna do konstrukcji stojana. Wirnik pierścienia ślizgowego posiada uzwojenie 3Φ połączone w gwiazdę lub trójkąt, rozłożone, nawinięte na taką samą liczbę biegunów jak w stojanie. Konstrukcja wirnika pierścienia ślizgowego jest laminowana i szczelinowa. W szczelinach wirnika znajduje się przewodnik wirnika lub uzwojenie wirnika. Trzy końce uzwojenia 3Φ, dostępne po połączeniu uzwojenia w gwiazdę lub trójkąt, są na stałe połączone z pierścieniami ślizgowymi, które są zamontowane na tym samym wale. Jak wiemy, pierścień ślizgowy jest urządzeniem elektromechanicznym, które pozwala nam na połączenie zewnętrznego obwodu stacjonarnego z wewnętrznym obwodem wirującym. Tak więc za pomocą pierścienia ślizgowego można dodać zewnętrzną rezystancję do obwodu za pomocą reostatu.

Zastosowania wirnika pierścieniowego

• Pierścienie ślizgowe są używane w windach, wózkach, windach, podnośnikach.
• Sprężarki również używają pierścieni ślizgowych.

Wirnik klatkowy vs wirnik z pierścieniem ślizgowym

.

Obrotnik klatkowy	Obrotnik z pierścieniem ślizgowym
Pierścień ślizgowy i szczotki nie występują.	Pierścienie ślizgowe i szczotki są obecne, aby dodać opór zewnętrzny.
Rozrusznik z oporem wirnika nie może być użyty.	Rozrusznik z oporem wirnika może być użyty.
Regulacja prędkości przez opór wirnika nie jest możliwa.	Regulacja prędkości przez opór wirnika jest możliwa.
Wirnik klatkowy jest bardzo prosty w konstrukcji.	Wirnik pierścieniowy jest bardzo skomplikowany w konstrukcji.
Ze względu na prostą konstrukcję, wirniki są tanie.	Ze względu na złożoność konstrukcji, wirniki są bardzo kosztowne.
Konstrukcja jest solidna i nie wymaga konserwacji.	Konstrukcja jest delikatna i ze względu na szczotki i opór zewnętrzny, konserwacja jest konieczna często.
Jako trwale zwarte, opór zewnętrzny nie może być dodany.	Rezystancja może być dodana zewnętrznie dzięki obecności pierścienia ślizgowego i szczotek.
W przemyśle, 95% silników indukcyjnych klatkowych jest używanych.	W przemyśle, tylko 5% silników indukcyjnych pierścieniowych jest używanych.
Straty miedzi w wirniku są mniejsze, stąd mają wyższą sprawność.	Straty miedzi w wirniku są wysokie, stąd słaba sprawność.