Podstawowa struktura trójfazowego-asynchronicznego silnika prądu przemiennego

Trójfazowy silnik asynchroniczny składa się z dwóch podstawowych części: nieruchomego stojana i obracającego się wirnika. Wirnik jest umieszczony we wnęce stojana i podtrzymywany przez łożyska na dwóch pokrywach końcowych. Aby wirnik mógł się swobodnie obracać w stojanie, pomiędzy stojanem a wirnikiem musi istnieć szczelina zwana szczeliną powietrzną. Szczelina powietrzna jest bardzo ważnym parametrem silnika; jego rozmiar i symetria znacząco wpływają na wydajność silnika.

 

Stojan: stojan składa się z-trójfazowych uzwojeń stojana, rdzenia stojana i ramy.

Trójfazowe uzwojenia stojana- stanowią obwód elektryczny silnika asynchronicznego i odgrywają kluczową rolę w jego działaniu, będąc kluczowym elementem przekształcającym energię elektryczną w energię mechaniczną. Trójfazowe uzwojenia stojana mają symetryczną strukturę, zazwyczaj z sześcioma zaciskami U1, U2, V1, V2, W1 i W2, umieszczonymi w skrzynce przyłączeniowej na zewnątrz ramy silnika. W razie potrzeby łączy się je w konfigurację gwiazdy (Y) lub trójkąta (△). Rdzeń stojana jest częścią obwodu magnetycznego silnika asynchronicznego. Ponieważ główne pole magnetyczne obraca się względem stojana z prędkością synchroniczną, aby zmniejszyć straty w rdzeniu, jest ono wykonane z arkuszy stali krzemowej o wysokiej-przepuszczalności o grubości 0,5 mm. Obie strony arkuszy stali krzemowej są pokryte lakierem izolacyjnym w celu zmniejszenia strat prądu wirowego.

 

Rama silnika, zwana także obudową, podtrzymuje przede wszystkim rdzeń stojana i przenosi siłę reakcji generowaną przez cały silnik pod obciążeniem. Ciepło powstające w wyniku strat wewnętrznych podczas pracy jest również odprowadzane przez ramę. Ramy silników średnich i małych są zazwyczaj wykonane z żeliwa. Duże silniki, ze względu na większe rozmiary i niedogodności odlewania, często spawane są z blach stalowych.

 

Wirnik silnika asynchronicznego składa się z rdzenia wirnika, uzwojeń wirnika i wału.

Rdzeń wirnika jest również częścią obwodu magnetycznego silnika i również jest wykonany z ułożonych w stos arkuszy stali krzemowej. W przeciwieństwie do laminatów rdzenia stojana, laminaty rdzenia wirnika mają szczeliny wycięte na ich zewnętrznym obwodzie. Ułożony w stos rdzeń wirnika ma liczne równomiernie ukształtowane szczeliny na swojej zewnętrznej cylindrycznej powierzchni, w których mieszczą się uzwojenia wirnika.

 

Uzwojenia wirnika są kolejną częścią obwodu silnika asynchronicznego. Ich funkcją jest przecinanie pola magnetycznego stojana, wytwarzanie indukowanej siły elektromotorycznej i prądu, a pod wpływem pola magnetycznego powodowanie obrotu wirnika. Ich konstrukcję można podzielić na dwa typy: uzwojenia-klatkowe i uzwojenia-wirnika. Główne cechy tych dwóch typów wirników to: wirniki klatkowe-są proste w konstrukcji, łatwe w produkcji, ekonomiczne i trwałe; wirniki z uzwojonym-wirnikiem mają złożoną konstrukcję i są drogie, ale do obwodu wirnika można wprowadzić opór zewnętrzny, aby poprawić wydajność rozruchu i regulację prędkości.

 

Uzwojenie wirnika klatkowego-składa się z prętów przewodzących umieszczonych w szczelinach wirnika i pierścieni końcowych na obu końcach. Aby zaoszczędzić stal i poprawić produktywność, pręty przewodzące i pierścienie końcowe silników asynchronicznych małej-mocy są zazwyczaj odlewane z roztopionego aluminium w jednym kawałku; w przypadku silników-o dużej mocy, ponieważ jakość odlewu aluminiowego jest trudna do zagwarantowania, w szczeliny rdzenia wirnika często wkłada się pręty miedziane, a następnie na obu końcach przyspawane są pierścienie końcowe. Uzwojenia wirnika klatkowego-zamykają się automatycznie i nie wymagają zewnętrznego zasilania. Swoim kształtem przypomina klatkę, stąd nazwa.

 

Szczelina powietrzna: Szczelina powietrzna w silniku asynchronicznym jest bardzo mała, zazwyczaj 0,2–2 mm w przypadku małych i średnich silników-. Większa szczelina powietrzna powoduje większą niechęć magnetyczną, co wymaga większego prądu wzbudzenia do wygenerowania tego samego pola magnetycznego. Ze względu na szczelinę powietrzną opór magnetyczny silnika asynchronicznego jest znacznie większy niż transformatora, dlatego prąd wzbudzenia silnika asynchronicznego jest również znacznie większy. Prąd wzbudzenia transformatora wynosi około 3% jego prądu znamionowego, natomiast prądu wzbudzenia silnika asynchronicznego wynosi około 30% jego prądu znamionowego. Ponieważ prąd wzbudzenia jest reaktywny, bardziej pożądany jest większy prąd wzbudzenia.