6.4. Конструкция асинхронного двигателя

В соответствии с принципом действия асинхронный двигатель должен иметь статор, ротор и корпус, обеспечивающий расположение ротора относительно статора.

Основное назначение статора заключается в создании магнитного поля. Основное назначение ротора заключается в преобразовании электрической энергии в механическую энергию. Для получения магнитного потока максимальной величины статор и ротор должны быть выполнены из электромагнитного материала с максимальной магнитной проницаемостью.

Для обеспечения свободного вращения ротора относительно статора между ними должен быть воздушный зазор, длина которого должна быть минимальной.

Рис. 6.11

Рис. 6.12

На рис. 6.11 представлена конструкция асинхронного двигателя. Корпус 1 современных асинхронных двигателей изготавливается из сплавов алюминия с целью уменьшения веса двигателя и уменьшения условий охлаждения статора. Для этого он имеет продольные ребра и вентиляционные каналы для лучшей циркуляции воздуха. В особых случаях корпус может быть чугунным. В корпусе фиксируется магнитопровод статора 2 с пазами для укладки статорной обмотки. Магнитопровод представляет собой пакет кольцеобразных изолированных друг от друга специальным лаковым покрытием пластин электротехнической стали. Обмотка статора 5 выполняется медным проводом, покрытым изоляцией. Выводы обмотки делаются гибким многожильным проводом с хлорвиниловой изоляцией, помещенным в специальный пропитан- ный лаком хлопчатобумажный шланг или шланг из стекловолокна. Выводы крепятся на клеммы панели, закрытой специальной крышкой. Общий вид статора изображен на рис. 6.12.

Корпус с двух сторон закрыт подшипниковыми щитами. Подшипники впрессовываются в щиты, обеспечивая свободное вращение оси ротора.

Сердечник ротора представляет собой цилиндрический пакет из пластин электротехнической стали с пазами вдоль образующей цилиндра, предназначенными для укладки обмотки. Наибольшее распространение получила обмотка ротора типа «беличьего колеса».

Рис. 6.13

Для асинхронных машин большой мощности обмотку ротора изготавливают из медных стержней, уложенных в пазы. Кон­цы стержней вваривают в медные торцевые кольца (рис. 6.13, a), обмотки асинхронных двигателей малой мощности, как правило, изготавливают из алюминия (рис. 6.13, б).

Сердечник 1 ротора помещают в специальные формы и заливают расплавленным алюминием. Торцевые соединительные кольца 4 обмотки ротора 2 имеют в этом случае вентиляционные лопатки 3, позволяющие улучшить охлаждение двигателя.

Пазы магнитопровода ротора могут иметь различную форму сечения (рис. 6.14), позволяющую улучшить механическую характеристику.

Рис. 6.14

Ряд асинхронных двигателей, предназначенных для работы в тяжелых условиях запуска под нагрузкой большим механическим моментом, имеют так называемые фазные обмотки ротора. Обмотки роторов таких двигателей аналогичны обмотке статоров и выполняются медным проводом. Обмотки отдельных фаз в этом случае соединяются «звездой». Три вывода фазного ротора соединяются с тремя специальными контактными кольцами, расположенными на оси ротора и изолированными от нее. Электрическая связь с клем­мной панелью статора осуществляется с помощью трех щеток, которые касаются поверхности контактных колец и позволяют вводить в электрическую цепь ротора дополнительные пусковые элементы.

Имеются маломощные асинхронные двигатели с фазным ротором без контактных колец. Введение пусковых дополнительных резисторов в электрическую цепь ротора осуществляется с помощью центробежных регуляторов. Резисторы и центробежные регуляторы в таких случаях монтируются на роторе.

Для улучшения охлаждения силовых асинхронных двигателей на оси ротора монтируются вентиляторные лопасти 9. Направление воздушного потока формируется специальным кожухом 8. Воздух всасывается через решетку кожуха и направляется вдоль ребер корпуса. Система охлаждения асинхронных двигателей может быть различной, но цель одна: организовать движение воздуха в промежутке между статором и ротором, осуществляя тем самым дополнительное охлаждение обмоток статора и ротора внутри двигателя и организовать движение воздуха с внешней стороны корпуса для дополнительного охлаждения статора.

Дополнительная искусственная вентиляция асинхронных двигателей позволяет увеличить допустимую плотность тока обмотки статора и тем самым уменьшить массу медного провода и, как следствие, снизить стоимость двигателей при той же мощности.