Rotor (elektrický) - Rotor (electric)

Výběr různých typů rotorů

Rotor z Hooverova přehrada generátor

The rotor je pohyblivá součást souboru elektromagnetické systém v elektrický motor, elektrický generátor nebo alternátor. Své otáčení je způsobeno interakcí mezi vinutí a magnetické pole který vyrábí a točivý moment kolem osy rotoru.^[1]

Časný vývoj

Časný příklad elektromagnetické rotace byla první rotační stroj postaven Ányos Jedlik s elektromagnety a a komutátor, v 1826-27.^[2] Další průkopníci v oblasti elektřina zahrnout Hippolyte Pixii kdo postavil střídavý proud generátor v roce 1832 a konstrukce elektromagnetického generátoru Williama Ritchieho se čtyřmi rotorové cívky, a komutátor a kartáče, také v roce 1832. Vývoj rychle zahrnoval užitečnější aplikace jako např Moritz Hermann Jacobi motor, který dokázal zvednout 10 až 12 liber s rychlostí jedné nohy za sekundu, asi 15 wattů mechanické energie v roce 1834. V roce 1835 popisuje Francis Watkins elektrickou „hračku“, kterou vytvořil; obecně je považován za jednoho z prvních, kdo pochopil zaměnitelnost motoru a generátor.

Typ a konstrukce rotorů

Indukční (asynchronní) motory, generátory a alternátory (synchronní ) mají elektromagnetický systém skládající se z a stator a rotor. Rotor v indukčním motoru má dvě provedení: klec veverky a rána. U generátorů a alternátorů jsou konstrukce rotorů hlavní pól nebo válcovitý.

Rotor veverkové klece

The rotor s kotvou nakrátko sestává z laminované ocel v jádru rovnoměrně rozmístěnými tyčemi z mědi nebo hliník umístěn axiálně kolem obvodu, trvale zkrácen na koncích koncovými kroužky.^[3] Díky této jednoduché a robustní konstrukci je oblíbený pro většinu aplikací. Sestava má kroucení: tyče jsou šikmo, nebo šikmo, pro snížení magnetického bzučení a harmonických slotů a pro snížení tendence k blokování. Pokud jsou zuby rotoru a statoru umístěny ve statoru, mohou se zablokovat, pokud jsou ve stejném počtu, a magnety se umisťují stejně od sebe, přičemž působí proti otáčení v obou směrech.^[3] Ložiska na každém konci připevňují rotor do jeho pouzdra, přičemž jeden konec hřídele vyčnívá a umožňuje připevnění břemene. U některých motorů je rozšíření na neřídit konec pro snímače rychlosti nebo jiný elektronické ovládání. Generovaný točivý moment nutí pohyb rotoru k zátěži.

Vinutý rotor

Rotor je a válcovitý jádro vyrobené z ocelové laminace se štěrbinami pro uchycení vodičů pro jeho 3fázová vinutí, která jsou rovnoměrně rozmístěna ve vzdálenosti 120 elektrických stupňů od sebe a připojena v konfiguraci „Y“.^[4] Svorky pro navíjení rotoru jsou vyvedeny a připevněny ke třem kroužkům pomocí kartáčů na hřídeli rotoru.^[5] Kartáče na sběracích kroužcích umožňují připojení externích třífázových rezistorů do série s vinutím rotoru pro zajištění regulace rychlosti.^[6] Vnější odpory se stávají součástí obvodu rotoru a vytvářejí velký točivý moment při spuštění motoru. Jak se motor zrychluje, lze odpory snížit na nulu.^[5]

Výběžek pól rotor

Válcový rotor

Válcový rotor

Rotor je velký magnet s póly vyrobenými z ocelové laminace vyčnívající z jádra rotoru.^[7] Póly jsou napájeny stejnosměrným proudem nebo magnetizovány permanentní magnety.^[8] Kotva s třífázovým vinutím je na statoru, kde je indukováno napětí. Stejnosměrný proud (DC), z externího budiče nebo z a dioda můstek namontovaný na hřídeli rotoru, vytváří magnetické pole a napájí vinutí rotujícího pole a střídavý proud současně napájí vinutí kotvy.^[7][8]

Nerezový rotor

Válcovitý rotor je vyroben z masivního ocelového hřídele se štěrbinami probíhajícími po vnější délce válce pro držení polních vinutí rotoru, které jsou laminovány měď tyče vložené do drážek a je zajištěno klíny.^[9] Štěrbiny jsou izolovány od vinutí a jsou drženy na konci rotoru sběracími kroužky. Externí zdroj stejnosměrného proudu (DC) je připojen ke soustředně namontovaným sběracím kroužkům s kartáči běžícími kolem kroužků.^[7] Kartáče vytvářejí elektrický kontakt s rotujícími sběracími kroužky. Stejnosměrný proud je také dodáván prostřednictvím střídavého buzení z usměrňovače namontovaného na hřídeli stroje, který převádí střídavý proud na stejnosměrný proud.

Princip fungování

U třífázového indukčního stroje jej střídavý proud dodávaný do vinutí statoru energizuje, aby vytvořil rotující magnetický tok.^[10] Tok generuje magnetické pole ve vzduchové mezeře mezi statorem a rotorem a indukuje napětí, které vytváří proud skrz tyče rotoru. Obvod rotoru je zkratován a proud protéká vodiči rotoru.^[5] Působení rotujícího toku a proudu vytváří sílu, která generuje točivý moment pro spuštění motoru.^[10]

Rotor alternátoru je tvořen drátovou cívkou obalenou kolem železného jádra.^[11] Magnetická součást rotoru je vyrobena z ocelových lamel, které pomáhají při ražení drážek vodičů do konkrétních tvarů a velikostí. Jak proudy procházejí drátovou cívkou, vytváří se kolem jádra magnetické pole, které se označuje jako proud pole.^[1] Síla proudu pole řídí úroveň výkonu magnetického pole. Stejnosměrný proud (DC) pohání polní proud v jednom směru a je dodáván do cívky drátu sadou kartáčů a sběracích kroužků. Jako každý magnet má i produkované magnetické pole severní a jižní pól. Normální ve směru hodinových ručiček směr motoru, který rotor napájí, lze manipulovat pomocí magnetů a magnetických polí instalovaných v konstrukci rotoru, což umožňuje chodu motoru v opačném směru nebo proti směru hodinových ručiček.^[1][11]

Vlastnosti rotorů

Tato sekce ne uvést žádný Zdroje. Prosím pomozte vylepšit tuto sekci podle přidávání citací ke spolehlivým zdrojům. Zdroj bez zdroje může být napaden a odstraněn. Najít zdroje: „Rotor“ elektrický  – zprávy  · noviny  · knihy  · učenec  · JSTOR (Prosinec 2017) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony)

• Rotor veverkové klece

Tento rotor se otáčí rychlostí menší, než je statorové rotující magnetické pole nebo synchronní rychlostí.

Klouzání rotoru zajišťuje nezbytnou indukci proudů rotoru pro točivý moment motoru, který je úměrný skluzu.

Když se rychlost rotoru zvýší, prokluz se sníží.

Zvýšení prokluzu zvyšuje indukovaný proud motoru, což zase zvyšuje proud rotoru, což má za následek vyšší točivý moment pro zvýšení požadavků na zatížení.

• Vinutý rotor

Tento rotor pracuje při konstantní rychlosti a má nižší počáteční proud

Vnější odpor přidaný do obvodu rotoru zvyšuje počáteční točivý moment

Účinnost chodu motoru se zlepšuje, protože se při zrychlení motoru snižuje vnější odpor.

Vyšší regulace točivého momentu a otáček

• Válcový rotor

Tento rotor pracuje při rychlosti nižší než 1500 ot / min (otáčky za minutu) a 40% jmenovitého momentu bez buzení

Má velkou průměr a krátká osová délka

Vzduchová mezera není jednotná

Rotor má nízkou mechanickou pevnost

• Válcový rotor

Rotor pracuje při rychlosti mezi 1500-3000 ot / min

Má silnou mechanickou pevnost

Vzduchová mezera je rovnoměrná

Jeho průměr je malý a má velkou axiální délku a vyžaduje vyšší točivý moment než rotor s výběžkem

Rotorovy rovnice

Napětí tyče rotoru

Rotující magnetické pole indukuje a Napětí při průchodu nad nimi v tyčích rotoru. Tato rovnice platí pro indukované napětí v tyčích rotoru.^[10]

${displaystyle E = BL (V_ {syn} -V_ {m})}$

kde:

${displaystyle E}$= indukované napětí

${displaystyle B}$= magnetické pole

${displaystyle L}$= délka vodiče

${displaystyle V_ {syn}}$= synchronní rychlost

${displaystyle V_ {m}}$= rychlost vodiče

Točivý moment v rotoru

A točivý moment je produkováno silou produkovanou interakcemi magnetického pole a proudu, jak je vyjádřeno daným: Tamtéž

${displaystyle F = (BxI) L}$

${displaystyle T = Fxr}$

kde:

${displaystyle F}$= síla

${displaystyle T}$= točivý moment

${displaystyle r}$= poloměr rotorových kroužků

${displaystyle I}$= tyč rotoru

Indukční skluz motoru

Statické magnetické pole se otáčí synchronní rychlostí, ${displaystyle n_ {s}}$ Tamtéž

${displaystyle n_ {s} = {frac {120f} {p}}}$

kde:

${displaystyle f}$= frekvence

${displaystyle p}$= počet pólů

Li ${displaystyle n_ {m}}$= otáčky rotoru, prokluz, S pro indukční motor jsou vyjádřeny jako:

${displaystyle s = {frac {n_ {s} -n_ {m}} {n_ {s}}} je 100 \%}$

mechanická rychlost rotoru z hlediska prokluzu a synchronní rychlosti:

${displaystyle n_ {m} = (1-s) n_ {s}}$

${displaystyle omega _ {m} = (1 s) omega _ {s}}$

Relativní rychlost prokluzu:

${displaystyle n_ {slip} = n_ {s} -n_ {m}}$

Frekvence indukovaných napětí a proudů

${displaystyle f_ {r} = sf_ {e}}$

Viz také

• Armatura (elektrotechnika) - jakýkoli "rotor", který nese nějakou formu střídavý proud
• Vyvažovací stroj
• Komutátor (elektrický)
• Elektrický motor
• Polní cívka
• Rotordynamika
• Stator

Reference