I. Трёхфазный асинхронный двигатель состоит из статора, ротора и других деталей.
(1) Статор — неподвижная часть
1. Сердечник статора
Назначение: часть магнитной цепи двигателя, в которой размещается обмотка статора.
Конструкция: сердечник обычно набирают из штампованных листов электротехнической стали толщиной 0.35–0.5 mm с поверхностной изоляцией. На внутренней окружности равномерно расположены пазы для укладки обмотки статора.
Применяются следующие формы пазов статора:
Полузакрытые пазы обеспечивают более высокие КПД и коэффициент мощности, но усложняют укладку и изоляцию обмотки. Обычно применяются в малых низковольтных двигателях.
Полуоткрытые пазы допускают укладку готовых катушек и обычно используются в крупных и средних низковольтных двигателях. Готовая катушка предварительно изолируется, а затем помещается в паз.
Открытые пазы предназначены для готовых катушек, удобны для изоляции и преимущественно применяются в высоковольтных двигателях.
2. Обмотка статора
Назначение: электрическая часть двигателя, создающая вращающееся магнитное поле при подаче трёхфазного переменного тока.
Конструкция: три одинаковые обмотки, симметрично расположенные со сдвигом 120° электрического угла. Их катушки укладываются в пазы статора по определённой схеме.
Основные виды изоляции обмотки статора обеспечивают надёжное разделение проводящих частей и сердечника, а также частей самой обмотки:
(1) Корпусная изоляция — между всей обмоткой статора и сердечником статора.
(2) Межфазная изоляция — между обмотками разных фаз.
(3) Межвитковая изоляция — между витками каждой фазной обмотки.
Соединения в клеммной коробке двигателя:
В коробке находится клеммная панель. Шесть выводов трёхфазной обмотки располагаются в два ряда. Верхний ряд слева направо обозначается 1 (U1), 2 (V1), 3 (W1), нижний — 6 (W2), 4 (U2), 5 (V2). Обмотки соединяются звездой или треугольником. При изготовлении и ремонте следует соблюдать этот порядок.
3. Корпус
Назначение: закрепляет сердечник статора и переднюю и заднюю крышки, поддерживающие ротор, а также обеспечивает защиту и отвод тепла.
Конструкция: корпус обычно отливают из чугуна; корпуса крупных асинхронных двигателей сваривают из стального листа, а микродвигателей — отливают из алюминия. Снаружи закрытого двигателя предусмотрены рёбра для увеличения поверхности охлаждения. В торцевых крышках защищённого исполнения имеются вентиляционные отверстия, обеспечивающие прямую конвекцию воздуха между внутренней полостью и окружающей средой.
(2) Ротор — вращающаяся часть
1. Сердечник ротора трёхфазного асинхронного двигателя
Назначение: часть магнитной цепи двигателя с пазами для обмотки ротора.
Конструкция: как и статор, набирается из штампованных листов электротехнической стали толщиной 0.5 mm. На внешней окружности равномерно расположены отверстия для обмотки. Для изготовления сердечника ротора обычно используют внутренние вырубки листов статора. В малых двигателях сердечник напрессовывается непосредственно на вал, а в средних и крупных, с диаметром ротора свыше 300–400 mm, крепится на валу посредством опоры ротора.
2. Обмотка ротора трёхфазного асинхронного двигателя
Назначение: при пересечении вращающегося магнитного поля статора возникают ЭДС и ток, создающие электромагнитный момент и вращение двигателя.
Конструкция: короткозамкнутый или фазный ротор.
(1) Короткозамкнутый ротор: обмотка состоит из стержней в пазах и двух замыкающих колец. Без сердечника она напоминает беличью клетку. В малых двигателях применяется литая алюминиевая обмотка, а при мощности свыше 100KW — сварная конструкция из медных стержней и колец.
(2) Фазный ротор: обмотка аналогична статорной, представляет собой симметричную трёхфазную систему и обычно соединяется звездой. Три вывода подключаются к трём контактным кольцам вала, а затем через щётки — к внешней цепи.
Конструкция сложнее, поэтому фазные двигатели распространены меньше короткозамкнутых. Однако включение дополнительных сопротивлений и других элементов в цепь ротора через кольца и щётки улучшает пуск, торможение и регулирование скорости. Такие двигатели применяют в устройствах, требующих плавного изменения скорости в определённом диапазоне: кранах, лифтах и воздушных компрессорах.