Что такое ротор и статор

Как правильно определить неисправность статора ротора перфоратора Макита и подобрать щетки

Любые электроинструменты со временем начинают отказывать. Неисправности делятся на механические и электрические. Из электрических неисправностей чаще всего встречаются неисправности, связанные с отказом работы щеток. На втором месте: выход из строя подшипников якоря.

Менее распространены неисправности, связанные с выходом из строя статора или ротора.
А как правильно определить неисправность статора, ротора перфоратора Макита 2450 и 2070, заменить щетки? И здесь нам поможет принципиальная электрическая схема перфоратора Макита 2450, 2470.

Как отремонтировать или заменить щетки перфоратора Makita 2450 и 2470

На то, что требуется замена щеток перфоратора, указывает повышенное искрение в районе коллектора ротора, запах гари, нагрев щеткодержателей.

У нового или отремонтированного перфоратора искра под щетками стоит равномерно, постоянной длины и нет отрыва искры по кругу.
На износ подшипников, повреждение изоляции ротора или статора однозначно указывает искра по всему кругу коллектора.

Появление такого рода искры указывает на прогорание коллекторных пластин, выход из строя ротора или статора.

Как снять электрощетки перфоратора Макита

Как правило, щетки рекомендуется менять после 70120 работы электроинструмента.

Чтобы заменить угольные щетки поз.65, к ним надо добраться.
С перфоратора надо снять заднюю крышку, она крепится тремя самонарезающими болтами.

Снимаем крышку

Отсоединить подводящие провода. При помощи отвертки снять защелки на щетках и освободить их.

Помните! При длительной эксплуатации инструмента не допускается уменьшение длины рабочей части щеток от номинальной на 1/3 (около 8 мм).
При износе одной щетки замене подлежат обе.

Щетки настоящие и поддельные

Кстати, подделка тоже может хорошо работать, если сделана из правильного материала и строго по чертежам.

Как самостоятельно сделать щетки?

Дешевле всего электрощетки подобрать из других моделей электроинструмента подточив до нужного размера обычным напильником. Это экономно но они прослужат меньше оригинальных.  Можно как вариант подогнать угольный стержень батарейки или других элементов.

Различные батарейки

Надо взять батарейку и вытащить из нее центральный угольный электрод. Электрод надо обточить при помощи надфилей до нужных размеров старой электрощетки.(это ознакомительная информация и не является существенной для применения)

Стоит заметить что качество графита напрямую влияет на срок эксплуатации и искрение 

Самодельные щетки из углеродистоо стержня

Убедившись, что щетки изношены, подберите аналоги.

Установка щеток

Перед тем как вставлять щетки на место, необходимо щеткодержатели очистить от нагара. Это делается при помощи ветоши, смоченной в растворителе. Нагар в виде частиц, полученных при интенсивном искрении предпочтительнее удалить мелким надфилем. Очищенные щеткодержатели устанавливаются на место, в них вставляются щетки и сверху зажимаются защелками.

Щетка установлена в щеткодержатель

Как определить целостность статора, не разбирая перфоратор

Чтобы определить целостность статора, надо прозвонить его обмотки, померить сопротивление обмотки и сопротивление изоляции.

Схема прозвонки статора и ротора

Для измерения сопротивления обмотки перфоратора Макита надо подключить один конец тестера к освобожденному щеткодержателю, а второй на один из концов электровилки. Если прибор ничего не показывает, поменяйте второй конец вилки. Если сопротивление равно бесконечности, в статоре обрыв и он требует замены или ремонта. Не забывайте, без принципиальной электрической схемы перфоратора Makita 2450,2470 вам не обойтись.

Простая схема подключения коллекторного двигателя

Если показывается какое то сопротивление, то важно измерить точную его величину. Как правило, сопротивление обмотки статора перфоратора Макита-2450 при температуре +20ºС лежит в пределах 25 Ом.

Более подробно понять почему происходит искрение коллектора якоря и какие щетки лучше? Поможет разобраться видео, в конце видео обзора важные советы по подбору щеток

Как снять статор перфоратора Makita 2450 и 2470 для точной диагностики и ремонта

Чтобы снять статор поз.59, надо снять щетки, выкрутить четыре винта крепления крышки механического блока. Они закручиваются в торце крышки.
Потянув за черный корпус и за зеленый в разные стороны вы освободите корпус со статором. Статор закреплен в зеленом корпусе.

Чтобы его снять, надо вынуть пластмассовую прокладку поз.58 и постучать по торцу корпуса деревянной киянкой или бруском. Статор сам высунется, останется его вытащить, обдуть и проверить окончательно.

А вот и статор

Если у вас есть прибор проверки короткого замыкания, то можно сразу же проверить статор на КЗ. Прибор называется ИК-32.
Порядок проверки обмоток статора
Для точной проверки разъедините две обмотки статора друг от друга по электрической цепи. Проверьте сопротивления каждой обмотки, они должны быть абсолютно одинаковые. При разнице сопротивлений, обмотка с меньшим сопротивлением скорее всего имеет межвитковое замыкание.

Проверка статора перфоратора Makita 2470 и 2450 своими руками
Диагностика якоря, статора прибором КЗ и самоделкой

Как проверить годность ротора перфоратора Макита

Проверку годности ротора в перфораторе Макита начинают с его демонтажа из корпуса.
Но вначале надо провести внешние исследования. Если в роторе искра от щеток на коллекторе охватывает вес коллектор, если в процессе работы перфоратор не развивает обороты и у него упала мощность, это первый признак неисправности ротора.

Как достать ротор из корпуса
Чтобы достать ротор из корпуса, надо разделить черный и зеленый корпуса как и в случае с демонтажем статора.

Вытаскиваем ротор

Отсоединив корпус статора, возьмите корпус редуктора(черного цвета) в правую руку, а ротор в левую и потяните в разные стороны до их полного разъединение. Ротор держится в редукторе за счет трения косозубых шестеренок.

А это ротор

Тщательно осмотрите коллектор ротора. На нем не должно быть следов царапин от щеток. Ламели коллектора должны быть чистые.

Чистый коллектор

Для проверки целостности коллектора надо воспользоваться прибором для обнаружения короткого замыкания. Прозвонку цепей легче всего производить согласно принципиальной электрической схемы перфоратора Makita 2470,2450. Кстати, такой прибор можно смастерить и самому, если умеете общаться с паяльником.

Схема пробника КЗ витков

Если вы убедились в неисправности ротора, то можно установить новый, а можно попытаться восстановить вышедший из строя.

Установка и сборка нового ротора

Замена ротора не требует специальных знаний и может быть выполнена любым пользователем.

Ротор вставляется в механический блок косозубой шестерней до плотного прилегания.

Помните! Очень важно правильно установить подшипник поз.56 и резиновое кольцо 10 поз.77.
В перфораторе Макита 2450 на роторе со стороны коллектора применяется подшипник 607LLB поз.56 или отечественный аналог 80017, а со стороны крыльчатки поз.53 устанавливается подшипник 609LLU поз.51 или аналог 80019.

Правильно установленное резиновое кольцо 19

Установив ротор, закрыв его корпусом, поставьте на место электрощетки и проверьте работоспособность перфоратора.

Все! Вы справились с трудной задачей. Перфоратор работает.

Источник: https://sdelalremont.ru/remont-i-naxozhdenie-neispravnostej-rotora-i-statora-perforatora-makita.html

Ротор

> Теория > Ротор

Известно множество образцов электротехнического оборудования, работающего по принципу взаимодействия э/м полей, создаваемых входящими в их состав подвижными и неподвижными элементами. Типичные представители такого оборудования – генераторы, электродвигатели и другие системы, особенностью которых является индуктивный характер взаимодействия (смотрите рисунок ниже).

Индуктивное взаимодействие статора и ротора

Носителями индуктивности в них считаются подвижная и неподвижная обмотки (ротор и статор, соответственно). За счёт взаимодействия э/м полей, создаваемых этими элементами, происходит вращение вала электродвигателя или генератора.

Определения

Для понимания различий между отдельными частями механизмов, работающих по принципу индуктивного взаимодействия, следует ознакомиться с основными понятиями и определиться с тем, что такое ротор и статор. Дать определения рассматриваемым элементам проще всего по их функциональному назначению, то есть после того, как будет понят принцип их взаимного действия.

Прежде всего, следует знать, что обмотка статора жёстко фиксируется на остове электродвигателя и соединяется с контактами, подводящими к ней электропитание.

Дополнительная информация. В электрогенераторах фиксируемая часть называется якорем, а подвижная – индуктором.

В отличие от неё ротор – это подвижная составляющая механизма, располагаемого в промежутке между полюсами статора и свободно вращающегося на продольном валу. Концы оси размещаются в двух подшипниковых ступицах, фиксируемых по торцам корпуса электродвигателя.

Устройство электродвигателя

При вращении ротор «скользит» в магнитном поле статора и слегка отстаёт от него по фазе, вследствие чего режим его работы называется асинхронным. В качестве подвижной части механизма обычно используется цельнолитой или наборный каркас, в котором при вращении наводится ЭДС самоиндукции. При этом чем больше частота вращения ротора, тем более чётко проявляется эффект скольжения.

Виды электромеханических устройств

Принцип работы асинхронного двигателя

В зависимости от функционального назначения конкретного механизма, все они делятся на двигатели и генераторы. В электродвигателях энергия э/м поля превращается в механическое вращательное движение, а в генераторе наблюдается обратный процесс: выработка электричества за счёт принудительного вращения вала.

Каждый из этих механизмов, в свою очередь, классифицируется по виду тока, протекающего в обмотках их статоров. В соответствии с этим параметром все они делятся на машины постоянного и переменного тока. Рассмотрим каждый из них более подробно.

Агрегаты, работающие на переменном токе

В зависимости от особенностей конструкции статора и ротора, машины переменного тока подразделяются на следующие виды:

• Синхронные механизмы;
• Асинхронные двигатели;
• Коллекторные машины.

С устройством асинхронного двигателя можно ознакомиться на приводимом ниже рисунке.

Асинхронные двигатели с короткозамкнутым или фазным ротором изготавливаются в виде чугунного корпуса с запрессованными в него катушками статора (их называют ещё магнитопроводом). В нём имеются заранее подготовленные пазы, в которые укладываются обмотки медного провода, создающие переменное магнитное поле. Всего в статоре имеется три разбитых на мелкие секции катушки, напряжение в каждой из которых соответствует трёхфазному стандарту, т. е. смещено относительно других на 120 градусов.

Благодаря такому расположению обмоток в пространстве, между статором и ротором образуется переменное (скользящее) магнитное поле, вызывающее механическое вращение последнего.

У синхронных машин угловая частота вращения ротора совпадает с периодичностью изменения трёхфазного э/м поля в обмотках ротора, что соответствует их названию.

Сравните. В механизмах асинхронного типа скорости изменения поля в обмотке и вращения ротора немного отличаются, вследствие чего подвижный элемент «скользит» вдоль обмоток.

В конструкции коллекторных двигателей предусматривается специальный щёточный механизм, посредством которого переменное напряжение поступает на взаимодействующие элементы двигателя. Благодаря такому устройству они могут работать по однофазной питающей схеме (то есть от обычной бытовой сети).

Обратите внимание! Двигателями коллекторного типа оснащается всё работающее от электропроводки бытовое оборудование с вращающим привод валом (миксер, фен, дрель и им подобные механизмы).

Их существенным недостатком является постоянный износ щёток и необходимость в замене или настройке всего передаточного механизма в целом.

Машины постоянного тока

К механизмам, работающим на постоянном токе, принято относить электродвигатели и генераторы, в которых преобразование энергии происходит без внешней переменной ЭДС. Двигатели питаются от неизменного по величине напряжения, а генераторы обеспечивают получение на выходе постоянного тока.

При их работе требуемое для режима скольжения переменное напряжение образуется за счёт особой конструкции съёмного щёточного механизма (коллектора). Благодаря этому удаётся менять направление тока в роторе при его обороте на 180 градусов.

Дополнительная информация. Этого удаётся добиться за счёт разделения коллектора на две половинки, каждая из которых ответственна за создание одного полупериода колебания.

В генераторе постоянного тока применяется такой же коллектор, обеспечивающий выпрямление формируемого переменного тока (иногда для этих целей используется мощный электронный выпрямитель).

Типы роторов

Изготавливается ротор в виде правильного цилиндра, набираемого из стальных заготовок и крепящегося на валу, концы которого при сборке фиксируются в ступицах с подшипниками вращения. В зависимости от способа обустройства этого элемента, он может иметь следующие исполнения:

• Фазный ротор, состоящий из фиксированного числа катушек, каждая из которых сдвинута относительно других на 120º градусов. В его конструкции предусмотрено наличие трёх полностью изолированных контактных колец, не связанных ни с валом, ни между собой. К ним с одной из сторон подпаиваются концы от трех фазных обмоток, а с другой – подсоединяются скользящие по ним графитовые щётки;
• Ротор короткозамкнутого типа набирается из отдельных медных стержней, укладываемых в пазы цилиндра, которые соединяются между собой специальным кольцом из той же меди.

Существенный недостаток асинхронных машин с фазным ротором – их значительные габариты и большой вес. Зато они отличаются прекрасными пусковыми и регулировочными характеристиками. Однако наиболее надежными в эксплуатации считаются всё же механизмы с короткозамкнутым ротором, что объясняется простотой их конструкции и дешевизной изготовления.

В заключение обзора отметим, что единственным минусом короткозамкнутых изделий являются значительные по величине пусковые токи («тяжёлый» режим запуска). Но и с этим недостатком научились бороться путём принятия различных схемных ухищрений. Последние состоят в том, что при пуске двигателя обмотки включаются по схеме «звезда», а по достижении им больших оборотов они переключаются на «треугольник».

Источник: https://elquanta.ru/teoriya/rotor.html

Ротор и статор насоса — что это такое? | Аркроникс

Героторными называют насосы, в которых перекачка среды происходит внутри замкнутого пространства, создаваемого между корпусом оборудования и основным его рабочим элементом – винтом или валом. Процесс этот обеспечивается наличием в конструкции насоса статора и ротора – героторной пары, в которой форма и размеры каждого элемента идеально подобраны друг к другу.

Основные сферы применения роторных насосов
Насосы с мокрым ротором
Насосы с сухим ротором
Конструкция
Материалы для производства статора и ротора

Вращающийся ротор при захождении в статор позволяет создать цепь замкнутых герметичных «ячеек», внутри которых находится перекачиваемая среды. В процессе оборота ротора вокруг своей оси внутри статора ни объем, ни форма этих ячеек не меняется, а движение среды происходит вдоль оси рабочей камеры по спирали.

В насосном агрегате винтового типа ротор и статор работают в неразделимой связке: именно они определяют весь рабочий процесс оборудования. И если ротор в этой паре выполняет функцию вращающейся части, статор остается неподвижным. Сам по себе статор представляет собой специальную двухзаходную деталь, которая состоит из металлического кожуха и заключенного внутри эластомера.

Если же говорить о роторе, то его базовой деталью является вращающийся вал. На валу располагается соединенное с приводом рабочее колесо, а также уплотнители, защитные втулки, муфты и пр. Рабочее колесо на одном из концов ротора специальным образом фиксируется при помощи обтекателя или гайки в целях предупреждения возможного смещения механизма.

Основные сферы применения роторных насосов

Роторные насосы предназначены для перекачки различных сред со средними или высокими показателями вязкости. Особая конструкция ротора позволяет также осуществлять транспортировку сред, содержащих включения твердых взвешенных части. Оборудование находит применение в разных сферах промышленности:

• нефтегазовой;
• пищевой;
• фармацевтической;
• целлюлозно-бумажной;
• лакокрасочной и не только.

Активно применяется оборудование в судостроении, во всевозможных производственных цехах. Винтовые роторные насосы нередко используются и в сферах строительства, жилищно-коммунального хозяйства.

Насосы с мокрым ротором

В насосном оборудовании с «мокрым» ротором транспортируемая среда перемещается непосредственно в полостях, образованных ротором и статором, постоянно контактирует с этими конструктивными элементами.

В конструкции подобных агрегатов ротор и статор специально защищают дополнительными «рубашками», изготовленными из прочных марок нержавеющей стали.

При этом сама жидкость, перемещаемая насосом, обеспечивает ротору и внутренней поверхности статора достаточный уровень охлаждения, смазывает поверхности конструктивных элементов, препятствует их быстрому износу.

Насосы с «мокрым» ротором имеют определенные преимущества:

• характеризуются повышенной степенью надежности;
• имеют длительный срок эксплуатации;
• функционируют практически бесшумно.

Однако за счет использования в конструкции большого числа перегородок между статором и ротором общий показатель производительности подобных агрегатов снижается. В среднем он составляет около 50% (КПД). Это, в свою очередь, влечет за собой увеличение затрат на электроэнергию, снижению ресурса привода оборудования.

Насосы с сухим ротором

В насосах с «сухим» ротором отсутствует прямой контакт этой части конструкции с перекачиваемыми жидкостями. Между двигателем оборудования и транспортируемой средой присутствуют специальные торцевые (сальниковые) уплотнители, гарантирующие полную или частичную герметичность ротору.

Насосы с «сухим» ротором характеризуются:

• экономичным расходом электроэнергии;
• высокие показатели КПД (в среднем – до 70-80%);
• хороший напор подачи рабочей среды;
• надежность и долговечность даже в работе с химически агрессивными средами.

Важно! Подобные роторные насосы отличаются значительным шумом в работе. По этой причине техника редко используется непосредственно в цехах промышленных и производственных предприятий. Их рекомендуют устанавливать в отдельных помещениях с хорошей звукоизоляцией.

Конструкция

В конструкции ротора основным элементом выступает вал. Именно на нем размещены рабочие колеса и защитные втулки. Мелкие элементы крепятся на валу при помощи шпонок, остальные – с использованием фитингов.

Важно, чтобы крепления были максимально плотными во избежание проворачивания отдельных деталей. В обязательном порядке в процессе сборки выполняется балансировка всех элементов ротора, а впоследствии – собранного ротора в целом.

Это позволяет гарантировать отсутствие вибраций в процессе запуска и функционирования насосного оборудования.

В большинстве случаев в насосах устанавливаются неразборные роторы, в которых рабочее колесо насаживается на вал с натягом. Разборные конструкции используются только в том случае, когда частота вращения ротора превышает 3 тыс. оборотов в минуту.

Материалы для производства статора и ротора

Большинство производителей для изготовления ротора насосного оборудования используют:

• конструкционную легированную сталь марок 40Х (или 40ХН);
• углеродистую сталь марок 35 или 45 (отличается высокой степенью прочности);
• нержавеющую сталь марки 3Х13 (при использовании агрегатов в перекачке агрессивных сред, приводящих к коррозии металла).

Статоры для насосного оборудования могут быть жесткими или каучуковыми. Основная задача производителя этих элементов состоит в придании статору стойкости к износу, как детали, подвергаемой постоянному механическому воздействию. Все дело в том, что внутренняя поверхность статора со временем истирается. Это становится причиной потери герметичности зазоров между ним и ротором и, соответственно, приводит к сбою в перекачке жидкостей.

В зависимости от среды, с которой будет контактировать каучуковый статор, могут использоваться каучуки следующих типов:

• бутадиен-нитрильный (обычный NBR или гидрированный HNBR);
• этилен-пропиленовый EPDM;
• синтетический фторированный FKM.

Жесткие статоры могут быть тефлоновыми или металлическими. Их применяют в промышленном оборудовании, эксплуатируемом в особых производственных условиях. К примеру, для транспортировки концентрированных агрессивных щелочей или кислот, разогретых до высоких температур масел, нагретого мазута или пека, жидкостей, в которых в больших количествах присутствуют хлорид-ионы.

#ФОРМА#

Источник: https://www.arkronix.ru/blog/rotor_i_stator_nasosa_chto_eto_takoe/

Статор генератора: рождающий ток

Каждое современное транспортное средство оснащается электрическим генератором, который вырабатывает ток для работы бортовой электросистемы и всех ее приборов. Одна из основных частей генератора — неподвижный статор. О том, что такое статор генератора, как он устроен и работает — читайте в этой статье.

Назначение статора генератора

В современных автомобилях и других транспортных средствах применяются синхронные трехфазные генераторы переменного тока с самовозбуждением. Типичный генератор состоит из неподвижного статора, закрепленного в корпусе, ротора с обмоткой возбуждения, щеточного узла (подводящего ток к обмотке возбуждения) и выпрямительного блока. Все детали собраны в относительно компактную конструкцию, которая монтируется на двигателе и имеет ременной привод от коленчатого вала.

Статор — неподвижная часть автомобильного генератора, несущая на себе рабочую обмотку. В процессе работы генератора именно в обмотках статора возникает электрический ток, который преобразуется (выпрямляется) и подается в бортовую сеть.

Статор генератора имеет несколько функций:

• Несет на себе рабочую обмотку, в которой генерируется электрический ток; • Выполняет функцию корпусной детали для размещения рабочей обмотки; • Играет роль магнитопровода для повышения индуктивности рабочей обмотки и правильного распределения силовых линий магнитного поля;

• Выступает в роли теплоотвода — отводит чрезмерное тепло от нагревающихся обмоток.

Все статоры имеют принципиально одинаковую конструкцию и не отличаются разнообразием типов.

Конструкция статора генератора

Конструктивно статор состоит из трех основных частей:

• Кольцевой сердечник; • Рабочая обмотка (обмотки);

• Изоляция обмоток.

Сердечник собирается из железных кольцевых пластин с пазами с внутренней стороны. Из пластин формируется пакет, жесткость и монолитность конструкции придается сваркой или клепкой. В сердечнике выполняются пазы для укладки обмоток, а каждый выступ — это ярмо (сердечник) для витков обмотки.

Сердечник собирается из пластин толщиной 0,8-1 мм, изготовленных из специальных марок железа или ферросплавов с определенной магнитной проницаемостью.

На внешней стороне статора могут присутствовать ребра для улучшения отвода тепла, а также выполняться различные пазы или углубления для стыковки с корпусом генератора.

В трехфазных генераторах используется три обмотки — по одной на фазу. Каждая обмотка изготавливается из медного изолированного провода большого сечения (диаметром от 0,9 до 2 мм и более), которая в определенном порядке укладывается в пазах сердечника. Обмотки имеют выводы, с которых снимается переменный ток, обычно число выводов составляет три или четыре, но бывают статоры с шестью выводами (каждая из трех обмоток имеет свои выводы для выполнения соединений того или иного типа).

В пазах сердечника располагается изоляционный материал, защищающий изоляцию провода от повреждения. Также в некоторых типах статоров в пазы могут вкладываться изоляционные клинья, которые дополнительно выполняют роль фиксатора витков обмоток. Статор в сборе дополнительно может подвергаться пропитке эпоксидными смолами или лаками, что обеспечивает целостность конструкции (предотвращает сдвиг витков) и улучшает ее электроизоляционные свойства.

Статор жестко монтируется в корпусе генератора, причем сегодня чаще всего используется конструкция, в которой сердечник статора выполняет роль корпусной детали.

Реализуется это просто: статор зажимается между двумя крышками корпуса генератора, которые стягиваются шпильками — такой «сэндвич» позволяет создавать компактные конструкции с эффективным охлаждением и простотой обслуживания.

Популярностью пользуется и конструкция, при которой статор объединен с передней крышкой генератора, а задняя крышка выполнена съемной и обеспечивает доступ к ротору, статору и другим деталям.

Типы и характеристики статоров

Статоры генераторов отличаются числом и формой пазов, схемой укладки обмоток в пазах, схемой подключения обмоток и электрическими характеристиками.

По числу пазов под витки обмоток статоры бывают двух типов:

• С 18 пазами;
• С 36 пазами.

Сегодня наиболее часто используется конструкция с 36 пазами, так как она обеспечивает лучшие электрические характеристики. Генераторы со статорами с 18 пазами сегодня можно встретить на некоторых отечественных автомобилях ранних выпусков.

По форме пазов статоры бывают трех типов:

• С открытыми пазами — пазы прямоугольного сечения, в них требуется дополнительная фиксация витков обмоток; • С полузакрытыми (клиновидными) пазами — пазы суживаются кверху, поэтому витки обмоток фиксируются вставкой изоляционных клиньев или кембриков (трубок из ПВХ);

• С полузакрытыми пазами для обмоток с одновитковыми катушками — пазы имеют сложное сечение под укладку одного или двух витков провода большого диаметра или провода в виде широкой ленты.

По схеме укладки обмоток статоры бывают трех типов:

• С петлевой (петлевой распределенной) схемой — провод каждой обмотки укладывается в пазы сердечника петлями (обычно один виток укладывается с шагом в два паза, в эти пазы укладываются витки второй и третьей обмоток — так обмотки приобретают сдвиг, необходимый для генерации трехфазного переменного тока); • С волновой сосредоточенной схемой — провод каждой обмотки укладываются в пазы волнами, обходя их то с одной, то с другой стороны, причем в каждом пазу лежит по два витка одной обмотки, направленных в одну сторону;

• С волновой распределенной схемой — провод также укладывается волнами, однако витки одной обмотки в пазах направлены в разные стороны.

При любом типе укладки каждая обмотка имеет шесть витков, распределенных по сердечнику.

Независимо от способа укладки провода, существует две схемы соединения обмоток:

• «Звезда» — в этом случае обмотки соединены параллельно (концы всех трех обмоток соединены в одной (нулевой) точке, а их начальные выводы свободны);
• «Треугольник» — в этом случае обмотки соединены последовательно (начало одной обмотки с концом другой).

При соединении обмоток «звездой» наблюдается более высокий ток, данная схема применяется на генераторах мощностью не более 1000 Вт, которые эффективно работаю на малых оборотах. При соединении обмоток «треугольником» ток снижается (в 1,7 раз относительно «звезды»), однако генераторы с такой схемой подключения лучше работают на высоких мощностях, а для их обмоток можно использовать проводник меньшего сечения.

Часто вместо «треугольника» используется схема «двойная звезда», в этом случае статор должен иметь уже не три, а шесть обмоток — по три обмотки соединяются «звездой», и две «звезды» подключаются к нагрузке параллельно.

Что касается характеристик, то для статоров наибольшее значение имеет номинальное напряжение, мощность и номинальный ток в обмотках. По номинальному напряжению статоры (и генераторы) делятся на две группы:

• С напряжением в обмотках 14 В — для транспортных средств с напряжением бортовой сети 12 В;
• С напряжением в обмотках 28 В — для техники с напряжением бортовой сети 24 В.

Генератор вырабатывает более высокое напряжение, так как в выпрямителе и стабилизаторе неизбежно происходит падение напряжения, а на входе в бортовую электросеть наблюдается уже нормальное напряжение в 12 или 24 В.

Большинство генераторов для автомобилей, тракторов, автобусов и прочей техники имеет номинальный ток от 20 до 60 А, для легковых автомобилей достаточно 30-35 А, для грузовиков — 50-60 А, для тяжелой техники выпускаются генераторы с током до 150 и более А. При этом мощность генераторов колеблется от 400 до 2500 Вт.

Принцип работы статора генератора

Работа статора и всего генератора основана на явлении электромагнитной индукции — возникновении тока в проводнике, который движется в магнитном поле или покоится в переменном магнитном поле. В автомобильных генераторах используется второй принцип — проводник, в котором возникает ток, покоится, а магнитное поле постоянно изменяется (вращается).

При запуске двигателя ротор генератора начинает вращаться, одновременно на его возбуждающую обмотку подается напряжение от аккумуляторной батареи. Ротор имеет многополюсный стальной сердечник, который при подаче тока на обмотку становится электромагнитом, соответственно, вращающийся ротор создает переменное магнитное поле.

Силовые линии этого поля пересекают статор, расположенный вокруг ротора.

Сердечник статора определенным образом распределяет магнитное поле, его силовые линии пересекают витки рабочих обмоток — в них за счет электромагнитной индукции генерируется ток, который снимается с выводов обмотки, поступает на выпрямитель, стабилизатор и в бортовую сеть.

При увеличении оборотов двигателя часть тока от рабочей обмотки статора подается на обмотку возбуждения ротора — так генератор переходит в режим самовозбуждения и уже не нуждается в стороннем источнике тока.

В процессе работы статор генератора испытывает нагрев и электрические нагрузки, также он подвергается негативным воздействиям окружающей среды. Это с течением времени может привести к ухудшению изоляции между обмотками и электрическому пробою. В данном случае статор нуждается в ремонте или полной замене. При регулярном техническом обслуживании и своевременной замене статора генератор будет служить надежно, стабильно обеспечивая автомобиль электрической энергией.

Еще в этом разделе

Источник: http://www.autoopt.ru/articles/products/22729780/

Системы измерения воздушного зазора ротор-статор

Системы измерения воздушного зазора ротор-статор (далее — система) предназначены для измерения воздушного зазора между статором, на котором закреплен датчик, и ротором в генераторах переменного тока.

Описание

Принцип действия системы основан на преобразовании сигнала переменного напряжения, поступающего с датчика воздушного зазора, в напряжение постоянного тока, пропорциональное расстоянию между статором и ротором генератора.

Датчик воздушного зазора AGS-240 (далее AGS-240) представляет собой развернутый плоский конденсатор и состоит из двух обкладок, экранированных со стороны задней поверхности датчика. На одну обкладку (передающую) при помощи кабеля подается сигнал возбуждения с генератора в виде синусоидального напряжения.

В результате чего возникает электрическое поле, которое изменяется при изменении расстояния между основанием, на котором закреплен датчик (статор), и объектом, до которого измеряется расстояние (полюс ротора). Модулированный сигнал на выходе приемной обкладки пропорционален расстоянию между статором и ротором генератора.

Блок преобразователя сигналов SPA-01 предназначен для формирования синусоидального переменного напряжения, подаваемого на датчик, и приема сигнала с приемной обкладки датчика для дальнейшего его преобразования в сигнал постоянного тока.

Постоянный ток на выходе преобразователя меняется от 4,0 мА при минимальном зазоре

6 мм до 20 мА при максимальном зазоре 30 мм. Далее сигнал постоянного тока поступает на промышленный компьютер, а затем передается через сервер на автоматизированное рабочее место оператора для контроля за техническим состоянием гидрогенератора в режиме реального времени.

Конструктивно система состоит из бесконтактного емкостного датчика воздушного зазора AGS-240, соединенного двухжильным экранированным кабелем с блоком преобразователя сигналов SPA-01 (далее SPA-01). AGS-240 представляет собой конструкцию неразборного типа. Электронные элементы SPA-01 размещены в металлическом корпусе промышленного типа, который располагается в непосредственной близости от объекта контроля.

Общий вид датчика воздушного зазора AGS-240 представлен на рисунке 1. Общий вид блока преобразователя сигналов SPA-01 с указанием места пломбировки голографической наклейкой от несанкционированного доступа и обозначение места нанесения знака поверки представлены на рисунке 2.

Программное обеспечение

отсутствует.

Таблица 1 — Метрологические характеристики

Наименование характеристики	Значение
Диапазон измерений воздушного зазора, мм	от 6 до 30
Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерения зазора, %	±5,0
Номинальное значение коэффициента преобразования по току, мА/мм	0,667
Пределы допускаемого относительного отклонения действительного значения коэффициента преобразования от номинального значения, %	±5,0
Нелинейность амплитудной характеристики в диапазоне измерений зазора, % не более	±5,0
Пределы допускаемой дополнительной относительной погрешности измерений зазора при воздействии на датчик и блок преобразователя сигналов максимальных значений повышенной и пониженной рабочей температуры среды при максимальной повышенной относительной влажности воздуха, %	±5
Диапазон измерений постоянного тока на выходе системы, мА	от 4 до 20
Частота выходного сигнала генератора, кГц	от 195 до 205

Таблица 2 — Основные технические характеристики

Наименование характеристики	Значение
Параметры электрического питания:напряжение питания постоянного тока, В	04+2,43,6
Потребляемая мощность, В-А, не более	2,0
Г абаритные размеры датчика воздушного зазора AGS-240, мм, не более: высота ширина длина	340240
Габаритные размеры блока преобразователя сигналов SPA-01, мм, не более: высота ширина длина	3275145
Масса датчика воздушного зазора AGS-240 без кабеля, кг, не более	0,065
Масса блока преобразователя сигналов SPA-01, кг, не более	0,240
Условия эксплуатации:температура окружающей среды, °С: для датчика воздушного зазора AGS-240 для блока преобразователя сигналов SPA-01 относительная влажность при температуре 35,0 °С.%	от -15 до +125 от 0 до +55 до 98
Средний срок службы, лет Средняя наработка на отказ, ч	1025000

Знак утверждения типа

наносится на лицевой панели блока преобразователя сигналов SPA-01 методом металлопластики и на титульные листы руководства по эксплуатации и паспорта типографским способом.

Таблица 3 — Комплектность средства измерений

Наименование	Обозначение	Количество
Датчик воздушного зазора	AGS-240	1 шт.
Блок преобразователя сигналов

Источник: https://all-pribors.ru/opisanie/66603-17-76201

Трехфазный асинхронный двигатель

Дмитрий Левкин

Трехфазный асинхронный электродвигатель, как и любой электродвигатель, состоит из двух основных частей — статора и ротора. Статор — неподвижная часть, ротор — вращающаяся часть. Ротор размещается внутри статора. Между ротором и статором имеется небольшое расстояние, называемое воздушным зазором, обычно 0,5-2 мм.

Статор состоит из корпуса и сердечника с обмоткой. Сердечник статора собирается из тонколистовой технической стали толщиной обычно 0,5 мм, покрытой изоляционным лаком. Шихтованная конструкция сердечника способствует значительному снижению вихревых токов, возникающих в процессе перемагничивания сердечника вращающимся магнитным полем. Обмотки статора располагаются в пазах сердечника.

Ротор состоит из сердечника с короткозамкнутой обмоткой и вала. Сердечник ротора тоже имеет шихтованную конструкцию. При этом листы ротора не покрыты лаком, так как ток имеет небольшую частоту и оксидной пленки достаточно для ограничения вихревых токов.

Принцип работы. Вращающееся магнитное поле

Принцип действия трехфазного асинхронного электродвигателя основан на способности трехфазной обмотки при включении ее в сеть трехфазного тока создавать вращающееся магнитное поле.

Вращающееся магнитное поле — это основная концепция электрических двигателей и генераторов.

Вращающееся магнитное поле асинхронного электродвигателя

Частота вращения этого поля, или синхронная частота вращения прямо пропорциональна частоте переменного тока f1 и обратно пропорциональна числу пар полюсов р трехфазной обмотки.

,

• где n1 – частота вращения магнитного поля статора, об/мин,
• f1 – частота переменного тока, Гц,
• p – число пар полюсов

Концепция вращающегося магнитного поля

Чтобы понять феномен вращающегося магнитного поля лучше, рассмотрим упрощенную трехфазную обмотку с тремя витками. Ток текущий по проводнику создает магнитное поле вокруг него. На рисунке ниже показано поле создаваемое трехфазным переменным током в конкретный момент времени

Составляющие переменного тока будут изменяться со временем, в результате чего будет изменяться создаваемое ими магнитное поле. При этом результирующее магнитное поле трехфазной обмотки будет принимать разную ориентацию, сохраняя при этом одинаковую амплитуду.

Магнитное поле создаваемое трехфазным током в разный момент времени Ток протекающий в витках электродвигателя (сдвиг 60°)

Вращающееся магнитное поле

Теперь разместим замкнутый проводник внутри вращающегося магнитного поля. По закону электромагнитной индукции изменяющееся магнитное поле приведет к возникновению электродвижущей силы (ЭДС) в проводнике. В свою очередь ЭДС вызовет ток в проводнике. Таким образом, в магнитном поле будет находиться замкнутый проводник с током, на который согласно закону Ампера будет действовать сила, в результате чего контур начнет вращаться.

Влияние вращающегося магнитного поля на замкнутый проводник с током

Короткозамкнутый ротор асинхронного двигателя

По этому принципу также работает асинхронный электродвигатель. Вместо рамки с током внутри асинхронного двигателя находится короткозамкнутый ротор по конструкции напоминающий беличье колесо. Короткозамкнутый ротор состоит из стержней накоротко замкнутых с торцов кольцами.

Короткозамкнутый ротор «беличья клетка» наиболее широко используемый в асинхронных электродвигателях (показан без вала и сердечника)

Трехфазный переменный ток, проходя по обмоткам статора, создает вращающееся магнитное поле. Таким образом, также как было описано ранее, в стержнях ротора будет индуцироваться ток, в результате чего ротор начнет вращаться.

На рисунке ниже Вы можете заметить различие между индуцируемыми токами в стержнях. Это происходит из-за того что величина изменения магнитного поля отличается в разных парах стержней, из-за их разного расположения относительно поля.

Изменение тока в стержнях будет изменяться со временем.

Вы также можете заметить, что стержни ротора наклонены относительно оси вращения. Это делается для того чтобы уменьшить высшие гармоники ЭДС и избавиться от пульсации момента. Если стержни были бы направлены вдоль оси вращения, то в них возникало бы пульсирующее магнитное поле из-за того, что магнитное сопротивление обмотки значительно выше магнитного сопротивления зубцов статора.

Скольжение асинхронного двигателя. Скорость вращения ротора

Отличительный признак асинхронного двигателя состоит в том, что частота вращения ротора n2 меньше синхронной частоты вращения магнитного поля статора n1.

Объясняется это тем, что ЭДС в стержнях обмотки ротора индуцируется только при неравенстве частот вращения n2

Источник: https://engineering-solutions.ru/motorcontrol/induction3ph/

Статор и ротор — что это такое?

• 1. Виды преобразователей
• 2. Асинхронные электродвигатели

Существует несколько классов электрических преобразователей, среди которых практическое применение нашли так называемые индуктивные аналоги. В них преобразование энергии происходит за счет преобразования индукции обмоток, являющиеся неотъемлемой частью самого агрегата. Обмотки располагаются на двух элементах – на статоре и роторе. Итак, чем отличаются статор и ротор (что это такое и каковы их функции?).

Самое простое определение двух частей преобразователя – это их функциональность. Здесь все просто: статор (электродвигателя или генератора) является неподвижной частью, ротор подвижной. В большинстве случаев последний располагается внутри первого, и между ними есть небольшой зазор. Есть так называемые агрегаты с внешним ротором, который представляет собой вращающееся кольцо, внутри которого располагается неподвижный статор.

Виды преобразователей

Почему так важно рассмотреть виды, чтобы понять, чем отличается статор электродвигателя от подвижной его части. Все дело в том, что конструктивных особенностей у электродвижков немало, то же самое касается и генераторов (это преобразователи механической энергии в электрическую, электродвигатели имеют обратную функциональность).

Итак, электрические двигатели делятся на аппараты переменного и постоянного тока. Первые в свою очередь разделяются на синхронные, асинхронные и коллекторные. У первых угловая скорость вращения статора и ротора равны. У вторых два эти показателя неравны.

У коллекторных видов в конструкции присутствует так называемый преобразователь частоты и количества фаз механического типа, который носит название коллектор. Отсюда и название агрегата. Именно он напрямую связан с обмотками ротора двигателя и его статора.

Машины постоянного тока на роторе имеют тот же коллектор. Но в случае с генераторами он выполняет функции преобразователя, а в случае с электродвигателями функции инвертора.

Если электрический агрегат – это машина, в которой вращается только ротор, то его название – одномерный. Если в нем вращаются в противоположные стороны сразу два элемента, то этот аппарат носит название двухмерный или биротативный.

Асинхронные электродвигатели

Чтобы разобраться в понятиях ротора двигателя и его статора, необходимо рассмотреть один из видов электрических преобразовательных машин. Так как асинхронные электродвижки используются чаще всего в производственном оборудовании и бытовой техники, то стоит рассмотреть именно их.

Итак, что собой представляет асинхронный электродвигатель? Это обычно чугунный корпус, в который запрессован магнитопровод. В нем сделаны специальные пазы, куда укладывается обмотка статора, собранная из медной проволоки. Пазы сдвинуты относительно друг друга на 120º, поэтому их всего три. Они же образуют три  фазы.

Ротор в свою очередь – это цилиндр, собранный из стальных листов (сталь штампованная электротехническая), и насажанный на стальной вал, который в свою очередь при сборке электрического движка устанавливается в подшипники. В зависимости от того, как собраны фазные обмотки агрегата, роторы двигателя могут быть фазными или короткозамкнутыми.

• Фазный ротор – это цилиндр, на котором собраны катушки, сдвинутые относительно друг друга на 120º. При этом в его конструкцию установлены три контактных кольца, которые не соприкасаются ни с валом, ни между собой. К кольцам присоединены с одной стороны концы трех обмоток, а с другой графитовые щетки, которые относительно колец располагаются в скользящем контакте. Пример такой машины – это крановые электродвигатели с фазным ротором.
• Короткозамкнутый ротор собирается из медных стержней, которые укладываются в пазы. При этом их соединяют специальным кольцом, изготовленном из меди.

Асинхронный электрический двигатель с фазным ротором является обладателем больших размеров и веса. Но у него отличные свойства, касающиеся пусковых и регулировочных моментов. Двигатели, у которых установлен короткозамкнутый ротор, считаются самыми надежными на сегодняшний день.

Они просты в конструкции, поэтому и являются дешевыми. Их единственный недостаток – это большой пусковой ток, с которым сегодня борются соединением обмоток статора со звезды на треугольник.

То есть, пуск производится при соединении звездой, после набора оборотов производится переключение на треугольник.

Источник: https://onlineelektrik.ru/eoborudovanie/edvigateli/stator-i-rotor-chto-eto-takoe.html