ce este statorul și rotorul în motorul cu inducție

Statorul este partea staționară (fixă) a motorului cu inducție, montată pe cadrul motorului. Funcția sa principală este de a genera un câmp magnetic rotativ (RMF) atunci când o sursă de curent alternativ este conectată la acesta. Acest câmp magnetic rotativ este forța motrice care induce mișcarea rotorului.

1.Structura statorului

Statorul este format din trei părți principale:

• Miez de stator: Fabricat din foi subțiri de oțel siliconic laminat (0,35-0,5 mm grosime) stivuite împreună. Laminarea se face pentru a minimiza pierderile curenților turbionari induși în miez din cauza câmpului magnetic în schimbare, care altfel ar genera căldură și energie irosită. Miezul are fante pe suprafața sa interioară pentru a susține înfășurările statorului.

• Înfășurări statorice: Bobine de cupru sau aluminiu înfăşurate în fantele miezului statorului. În majoritatea motoarelor cu inducție, statorul este o înfășurare trifazată (conectată în configurație stea sau triunghi), care este alimentată cu curent alternativ trifazic. Dispunerea acestor înfășurări este proiectată astfel încât atunci când AC curge prin ele, se produce un câmp magnetic care se rotește cu o viteză constantă (viteză sincronă).

• Cadrul statorului: O structură exterioară rigidă (de obicei din fontă sau aluminiu) care susține miezul statorului și protejează componentele interne. De asemenea, servește ca un radiator pentru a disipa căldura generată în timpul funcționării.

2.Funcția statorului

Atunci când înfășurările statorului sunt furnizate CA trifazat, fiecare fază creează un câmp magnetic care variază sinusoid în timp. Combinația acestor câmpuri magnetice în trei faze are ca rezultat un singur câmp magnetic rotativ (RMF) care se rotește în jurul axei statorului cu o viteză numităviteza sincrona(Ns). Viteza sincronă depinde de frecvența sursei de curent alternativ (f) și de numărul de perechi de poli (P) din stator, dat de formula: Ns=(120f)/P. Acest câmp magnetic rotativ trece prin conductorii rotorului, inducând o forță electromotoare (EMF) în rotor-aceasta este baza inducției electromagnetice în motor.

Rotorul este partea rotativă a motorului cu inducție, montată pe un arbore care se extinde în afara cadrului motorului. Este situat în interiorul statorului, cu un spațiu mic de aer (de obicei 0,2-2 mm) între miezurile statorului și rotorului. Funcția rotorului este de a converti energia electromagnetică indusă de câmpul magnetic rotativ al statorului în energie mecanică, care conduce sarcina (de exemplu, pompe, ventilatoare, transportoare).

Tipuri și structura rotorului

Există două tipuri principale de rotoare utilizate în motoarele cu inducție, care diferă în construcția și aplicarea lor:

1.Rotor cușcă veveriță

Acesta este cel mai comun tip de rotor, numit după asemănarea sa cu cușca unei veverițe. Structura sa include:

• Miezul rotorului: Similar miezului statorului, este realizat din foi de oțel siliconat laminat, cu fante pe suprafața sa exterioară.

•Rotoare Bare: Bare de cupru sau aluminiu introduse în fantele miezului rotorului. Aceste bare sunt scurt-circuitate la ambele capete de două inele groase de cupru sau aluminiu (numite inele de capăt), formând o buclă închisă.

Rotorul cușcă veveriță este simplu, robust, cu costuri reduse-și necesită întreținere minimă, ceea ce îl face potrivit pentru majoritatea aplicațiilor industriale și casnice (de exemplu, ventilatoare, pompe, compresoare).

2.Rotor bobinat

Rotorul bobinat (numit și rotor cu inel glisant) are o structură mai complexă, concepută pentru aplicații care necesită viteză variabilă sau cuplu mare de pornire (de exemplu, macarale, ascensoare, concasoare). Structura sa include:

• Miezul rotorului: Foi laminate din oțel siliconat cu fante pentru a susține înfășurările rotorului.

• Înfășurări ale rotorului: înfășurări trifazate similare cu înfășurările statorului, conectate în configurație în stea. Cele trei capete ale înfășurărilor sunt conectate la trei inele colectoare montate pe arborele rotorului.

• Inele de alunecare și perii: Inelele colectoare sunt în contact cu perii de cărbune staționare, care permit conectarea rezistențelor externe la înfășurările rotorului. Acest lucru permite controlul curentului rotorului, ajustând astfel viteza motorului și cuplul de pornire.

Funcția rotorului

Când câmpul magnetic rotativ al statorului trece prin conductorii rotorului, legea lui Faraday a inducției electromagnetice induce un EMF în rotor. Deoarece conductoarele rotorului formează o buclă închisă (fie prin inelele de capăt în rotoarele cu cuști de veveriță, fie prin rezistențe externe în rotoarele bobinate), acest EMF indus generează un curent în rotor (numit curent rotor). Curentul rotorului interacționează cu câmpul magnetic rotativ al statorului, producând o forță mecanică (forța Lorentz) care face ca rotorul să se rotească în aceeași direcție cu câmpul magnetic rotativ.

O caracteristică cheie a motoarelor cu inducție este că viteza rotorului (N) este întotdeauna mai mică decât viteza sincronă (Ns) a câmpului magnetic al statorului-această diferență se numeștealunecare(s), dat de formula: s=(Ns - N)/Ns × 100%. Alunecarea este necesară pentru ca inducția să apară (dacă viteza rotorului este egală cu viteza sincronă, nu există mișcare relativă între câmpul magnetic și conductorii rotorului, deci nu este indusă EMF). Valorile tipice de alunecare pentru motoarele cu inducție variază de la 1% la 5% la sarcină maximă.